JP4975347B2

JP4975347B2 - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP4975347B2
Application number: JP2006093964A
Authority: JP
Inventors: 勇一粕谷
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp; Toshiba Medical Systems Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2026-03-30
Also published as: JP2007267783A

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に係り、特にヘリカルスキャン方式等により被検体の広範囲な領域に対して画像データの収集を行なうＸ線ＣＴ装置に関する。

近年のＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線検出器や演算処理部の高速化及び高性能化によりＣＴ画像データ（以下では、画像データと呼ぶ。）のリアルタイム表示が可能となり、又、へリカルスキャン方式やマルチスライス方式、更には、これら２つの方式を組み合わせたマルチヘリカルスキャン方式の開発により広範囲の画像データを短時間で収集することが可能となった。

ヘリカルスキャン方式あるいはマルチヘリカルスキャン方式のＸ線ＣＴ装置によれば、被検体の体軸方向における広範囲な領域に対しＸ線投影データ（以下では投影データと呼ぶ。）を収集し、得られたこれらの投影データを再構成処理することにより体軸方向（スライス方向）に垂直な複数枚の画像データあるいはボリュームデータに基づく３次元画像データの生成を行なうことができる。

この場合、Ｘ線ＣＴ装置の架台回転部に設けられたＸ線管及びＸ線検出器を被検体の周囲で高速回転しながら前記被検体が載置された寝台上の天板をその体軸方向に所定速度で移動することにより、Ｘ線管及びＸ線検出器が被検体の周囲を螺旋状に回転移動する所謂ヘリカルスキャンが行なわれる。そして、このヘリカルスキャンにより、Ｘ線管及びＸ線検出器の回転中心を撮影中心とし体軸方向に広範囲な投影データの収集が短時間で行なわれる。

ところで、上述のヘリカルスキャン方式のＸ線ＣＴ装置を用いて体軸方向における複数の撮影領域（例えば、頭部領域、胸部領域、腹部領域及び脚部領域）に対し投影データを収集する場合、被検体に対して予め生成した撮影計画用画像データ（スキャノ像データ）を用いて上述の各撮影領域における被検体の形状（例えば、天板上に仰臥した被検体の横幅）を検出し、この検出結果に基づいて前記被検体の形状（横幅）に対応したＸ線照射ビームを形成するウエッジを予め設けられた複数種類のウエッジの中から選択して用いる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平６−２２９５１号公報

上述の特許文献１に記載された方法によれば、被検体の厚み変化に伴なうＸ線減衰の影響をウエッジの形状（曲率）によって補正することができ、更に、ウエッジの形状により被検体を介さずにＸ線検出器に直接照射されるＸ線を大幅に低減することができる。従って、均一な感度を有した投影データを収集することができ良質な画像データの生成が可能となる。又、各撮影領域における被検体の形状（横幅）を自動的に検出することができるため、体軸方向に広範囲な投影データの収集を短時間で行なうことが可能となり被検体や操作者の負担が軽減される。

しかしながら、上述の方法によれば、被検体を載置した天板の移動方向は、この被検体の体軸方向に限定されているため、常に被検体の体軸（即ち、脊柱）が撮影中心の近傍に配置された状態で投影データの収集が行なわれる。このため、被検体における診断対象部位の中心が上述の体軸から離れている場合、体軸を中心として前記診断対象部位が含まれた広範囲な領域に対して投影データを収集する必要があり、従って、診断対象部位以外の生体組織に対して不要なＸ線が照射されるという問題点を有していた。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検体の診断対象部位の中心が体軸から離れている場合、横方向移動が可能な天板を用いて前記診断対象部位の中心を撮影中心あるいはその近傍に設定することにより、診断対象部位以外の生体組織に対するＸ線被曝量の低減を可能にしたＸ線ＣＴ装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１にかかる本発明のＸ線ＣＴ装置は、被検体を載置する天板と、前記被検体に対してＸ線を放射する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収集する投影データ収集手段と、前記Ｘ線管及び前記投影データ収集手段を前記被検体の体軸の周囲で回転させる回転手段と、前記Ｘ線管及び前記投影データ収集手段の回転中心に形成される撮影中心あるいはその近傍に前記被検体における診断対象部位の中心を配置するために前記天板を前記体軸と直交する横方向に移動させる天板移動手段と、前記投影データを再構成処理して診断用画像データを生成する診断用画像データ生成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置において、前記被検体の正面画像データたる撮影計画用画像データに対し、被検体の体軸方向における１つまたは複数の診断対象部位に関する撮影計画を設定する撮影計画設定手段を備え、前記天板移動手段は、前記被検体の体軸方向における１つあるいは複数の診断対象部位について前記撮影計画設定手段により設定された前記被検体における診断対象部位の中心位置に基づき前記天板を横方向移動させることを特徴とする。

また請求項２に係る本発明のＸ線ＣＴ装置は、被検体を載置する天板と、前記被検体に対してＸ線を放射する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収集する投影データ収集手段と、前記Ｘ線管及び前記投影データ収集手段を前記被検体の体軸の周囲で回転させる回転手段と、前記Ｘ線管及び前記投影データ収集手段の回転と並行して前記天板を前記体軸に沿った体軸方向に連続移動させ、更に、前記Ｘ線管及び前記投影データ収集手段の回転中心に形成される撮影中心あるいはその近傍に前記被検体における診断対象部位の中心を位置させるために前記天板を前記体軸方向と直交する横方向に移動させる天板移動手段と、前記投影データを再構成処理して診断用画像データを生成する診断用画像データ生成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置において、前記被検体の正面画像データたる撮影計画用画像データに対し、被検体の体軸方向における１つまたは複数の診断対象部位に関する撮影計画を設定する撮影計画設定手段を備え、前記天板移動手段は、前記被検体の体軸方向における１つあるいは複数の診断対象部位について前記撮影計画設定手段により設定された前記被検体における診断対象部位の中心位置に基づき前記天板を横方向移動させることを特徴とする。

本発明によれば、診断対象部位の中心が常に撮影中心あるいはその近傍に配置されるため診断対象部位以外の生体組織に対するＸ線照射を抑制することができ、従って、被検体に対するＸ線被爆量を低減することが可能となる。

（実施例）
以下に述べる本発明の実施例では、天板に載置した被検体の正面方向にＸ線管を固定した状態で前記天板をその体軸方向に移動することによって投影データを収集し、この投影データに基づいて生成した撮影計画用画像データの体軸方向における複数の診断対象部位に対し撮影範囲や中心位置等を設定する。

次に、マルチヘリカルスキャン方式により上述の複数の診断対象部位に対する投影データを連続的に収集する際、前記天板を横方向移動することによって各診断対象部位の中心位置をＸ線ＣＴ装置の撮影中心あるいはその近傍に配置し、更に、撮影範囲の情報に基づいて前記診断対象部位に対するＸ線照射に好適なウエッジを選択することにより診断対象部位を中心とした所定範囲における投影データを収集する。そして、得られた投影データを再構成処理してスライス方向に複数枚の診断用画像データを生成し表示部に表示する。

尚、以下の実施例では、マルチヘリカルスキャン方式のＸ線ＣＴ装置について述べるが、これに限定されるものではなく、チャンネル方向に１列のＸ線検出器が配列されたヘリカルスキャン方式のＸ線ＣＴ装置であってもよい。

（装置の構成）
以下、本発明の実施例におけるＸ線ＣＴ装置の構成につき図１乃至図７を用いて説明する。

図１は、本実施例におけるＸ線ＣＴ装置１００の全体構成を示すブロック図であり、このＸ線ＣＴ装置１００は、被検体５０に対してＸ線を照射するＸ線発生部１と、被検体３０を透過したＸ線を検出して投影データを収集する投影データ収集部２と、Ｘ線発生部１及び投影データ収集部２を搭載し被検体３０の周囲で高速回転する架台回転部３を備え、更に、図示しない寝台の上面にスライド可能に設けられ被検体３０を載置してその診断対象部位を架台回転部３の中心領域に移動する天板４と、天板４の移動、架台回転部３の回転及びＸ線発生部１が備えた後述のＸ線ウエッジ１３の移動を行なう移動機構部５を備えている。

又、Ｘ線ＣＴ装置１００は、投影データ収集部２が収集した投影データを処理して撮影計画用画像データと診断用画像データを生成する画像データ生成部６と、生成した上述の画像データを表示する表示部７と、被検体情報の入力、撮影条件の設定、診断対象部位の範囲やその中心位置の設定等を行なう入力部８と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部９を備えている。

Ｘ線発生部１は、被検体３０に対しＸ線を照射するＸ線管１１と、このＸ線管１１の陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生するための高電圧発生器１２と、Ｘ線管１１から放射されたＸ線の照射範囲や照射強度分布を制御するＸ線ウエッジ１３と、高電圧発生器１２が発生した高電圧を架台回転部３に設けられたＸ線管１１に供給するスリップリング１４を備えている。

Ｘ線管１１は、Ｘ線を発生する真空管であり、高電圧発生器１２から供給された高電圧によって加速した電子をタングステンターゲットに衝突させてＸ線を放射する。又、Ｘ線ウエッジ１３は、Ｘ線管１１と被検体３０の間に設けられ、Ｘ線管１１から放射されたＸ線を所定の照射範囲に絞り込む機能と被検体３０に対するＸ線の照射強度分布を設定する機能を有している。

図２は、本実施例に用いられるＸ線ウエッジ１３の具体例を示したものであり、このＸ線ウエッジ１３は、例えば、曲率の異なる凹面を有した３つのウエッジ１３ａ乃至１３ｃを被検体３０の体軸方向（図１のＺ方向）に重ねることによって構成されている。尚、以下では、説明を簡単にするために曲率の異なる３種類のウエッジ１３ａ乃至１３ｃを有したＸ線ウエッジ１３について述べるがこれに限定されるものではなく、更に多くのウエッジを有していてもよい。

このＸ線ウエッジ１３は、移動機構部５における後述のウエッジ移動機構５１によってＺ方向に所定距離移動し、このとき、Ｘ線管１１に対向して配置されたウエッジ１３ａ乃至１３ｃの何れかにより被検体３０に対するＸ線の照射範囲及び照射強度分布が決定される。

図３は、Ｘ線ウエッジ１３によるＸ線の照射範囲を示したものであり、Ｘ線管１１から放射されたＸ線はその前方に配置されたＸ線ウエッジ１３及び被検体３０の診断対象部位３１を通過し、投影データ収集部２における後述のＸ線検出器２１によって検出される。このとき、Ｘ線ウエッジ１３の形状により診断対象部位３１に対するＸ線の照射範囲が決定される。

即ち、診断対象部位３１が比較的広範囲な図３（ａ）の場合には、大きな曲率半径の凹面を有するウエッジ１３ａが選択されて用いられ、診断対象部位３１が狭範囲な図３（ｃ）の場合には、小さな曲率半径の凹面を有するウエッジ１３ｃが用いられる。

上述のように、診断対象部位の大きさに対応した照射範囲の設定に好適なウエッジ１３ａ乃至１３ｃを用いることにより、診断対象部位以外の生体組織に対するＸ線被曝量を低減することが可能となる。又、診断対象部位に対して照射されるＸ線は、Ｘ線ウエッジ１３の凹面形状により中央部が最大となる照射強度分布を呈し、この照射強度分布により診断対象部位の厚みに伴なうＸ線減衰の影響は低減される。

図１に戻って、投影データ収集部２は、被検体３０を透過したＸ線を検出するＸ線検出器２１と、このＸ線検出器２１から出力された複数チャンネルの検出信号を所定のチャンネル数に束ねるスイッチ群２２と、スイッチ群２２の出力信号に対して電流／電圧変換とＡ／Ｄ変換を行なうデータ収集回路（以下、ＤＡＳ(data acquisition system)ユニットと呼ぶ。）２３と、ＤＡＳユニット２３の出力信号に対してパラレル／シリアル変換、電気／光／電気変換及びシリアル／パラレル変換を行なうデータ伝送回路２４を備えている。

次に、投影データ収集部２のＸ線検出器２１につき、図４を用いて説明する。図４は、Ｘ線検出素子２１１が２次元配列されたＸ線検出器２１の展開図を示したものであり、Ｘ線検出素子２１１の各々は、Ｘ線を光に変換するシンチレータと光を電気信号に変換するフォトダイオードによって構成されている。

このＸ線検出器２１には、例えば、被検体３０の体軸方向であるスライス方向（Ｚ方向）に対して８０素子、又、前記スライス方向に直交するチャンネル方向（Ｘ方向）に対して約９００素子のＸ線検出素子２１１が配列されている。但し、チャンネル方向に配列されたＸ線検出素子２１１は、実際には、図３において示したようにＸ線管１１の焦点を中心とした円弧に沿って架台回転部３に取り付けられている。そして、Ｘ線検出器２１におけるスライス方向の中央部には、例えば、Ｘ線検出素子２１１が０．５ｍｍ間隔で３２素子配置され、これら３２素子のＸ線検出素子２１１の両端には、Ｘ線検出素子２１１が１．０ｍｍ間隔で２４素子ずつ配置されている。

図１に戻って、投影データ収集部２のスイッチ群２２は、図示しないマルチプレクサを備え、Ｘ線検出器２１から供給された投影データをＤＡＳユニット２３へ転送する際、Ｘ線検出素子２１１から出力されたスライス方向における複数チャンネルの投影データを所定チャンネル数Ｍ１に「データ束ね」してＤＡＳユニット２３へ供給する。

一方、ＤＡＳユニット２３は、図示しないＭ１チャンネルの受信部を有し、Ｘ線検出器２１から供給された投影データに対して電流／電圧変換とＡ／Ｄ変換を行なう。又、データ伝送回路２４は、図示しないパラレル／シリアル変換器と電気／光／電気変換器とシリアル／パラレル変換器を有し、ＤＡＳユニット２３から出力された複数チャンネルの投影データは、架台回転部側に設けられた前記パラレル／シリアル変換器において時系列的な１チャンネルの投影データに変換され、前記電気／光／電気変換器による光通信によって架台固定部側の前記シリアル／パラレル変換器に供給される。

次いで、前記シリアル／パラレル変換器において、１チャンネルの投影データは複数チャンネルの投影データに戻されて画像データ生成部６における後述の投影データ記憶部６１に保存される。尚、このデータ伝送方法は、架台回転部３に設けられた投影データ収集部２と架台回転部３の外部に設けられた画像データ生成部６の間の信号伝送が可能であれば他の方法に替えることが可能であり、例えば、既に述べたスリップリング等のデバイスを使用しても構わない。

そして、Ｘ線発生部１のＸ線管１１及びＸ線ウエッジ１３と投影データ収集部２は、被検体３０を挟むように対向して架台回転部３に装着され、移動機構部５における後述の架台回転機構５２により被検体３０の体軸方向（Ｚ方向）に平行な軸を回転中心として、例えば、１回転／秒乃至２回転／秒で高速回転する。

次に、図５を用いて上述の投影データ収集部２における「データ束ね」について説明する。但し、この図では、説明を簡単にするために、スライス方向に１２個のＸ線検出素子６１１−１乃至６１１−１２を配列した場合について述べる。

即ち、図５のＸ線検出器２１では、例えば、スライス方向の中心部において８素子のＸ線検出素子２１１−３乃至２１１−１０が０．５ｍｍ間隔で配置され、その両端には、Ｘ線検出素子２１１−１乃至２１１−２及びＸ線検出素子２１１−１１乃至２１１−１２が１ｍｍ間隔で夫々配置されている。

一方、ＤＡＳユニット２３は、Ｍ１（Ｍ１＜１２）チャンネルの電流／電圧変換器２３１−１乃至２３１−Ｍ１及びＡ／Ｄ変換器２３２−１乃至２３２−Ｍ１を有し、スイッチ群２２は、Ｘ線検出素子２１１において検出された１２列の受信信号をＭ１列に「データ束ね」している。この「データ束ね」によって、マルチヘリカルスキャンにおけるスライス厚を変えることが可能となる。

例えば、Ｘ線検出素子２１１−３乃至２１１−１０を、スイッチ群２２を介してＤＡＳユニット２３の電流／電圧変換器２３１−１乃至２３１−Ｍ１に接続することによりスライス厚０．５ｍｍのデータがＭ１スライス分得られる。一方、スライス厚１ｍｍのデータが要求される場合には、Ｘ線検出素子２１１−１を電流／電圧変換器２３１−１、Ｘ線検出素子２１１−２を電流／電圧変換器２３１−２、Ｘ線検出素子２１１−３及び２１１−４を電流／電圧変換器２３１−３、Ｘ線検出素子２１１−５及び２１１−２を電流／電圧変換器２３１−４に夫々接続し、更に、Ｘ線検出素子２１１−７及び２１１−８を電流／電圧変換器２３１−５、Ｘ線検出素子２１１−９及び２１１−１０を電流／電圧変換器２３１−２、Ｘ線検出素子２１１−１１を電流／電圧変換器２３１−７、Ｘ線検出素子２１１−１２を電流／電圧変換器２３１−Ｍ１に接続する。

同様の方法により、図４に示した０．５ｍｍ間隔のＸ線検出素子２１１から得られる検出信号に対して上述の「データ束ね」を行なうことにより、Ｘ線検出素子２１１をスライス方向に１ｍｍ間隔で２４素子配列した場合と等価な投影データが収集される。即ち、この場合のスライス方向における実効素子数は２４となる。このような「データ束ね」により、狭い領域を高分解能で撮影する場合と広い領域を高感度で撮影する場合の何れにおいても対応することが可能となる。

次に、図１の天板４は図示しない寝台の上面に対しスライド可能に設けられ、被検体３０はその体軸方向が天板４の長手方向に一致するように載置される。そして、被検体３０を載置した天板４は、移動機構部５が備える後述の天板移動機構５３により、被検体３０の体軸方向及びこの体軸方向に直角な方向に移動する。尚、以下では被検体３０の体軸方向と直角な方向（Ｘ方向）に対する天板４の移動を横方向移動と呼ぶ。

一方、移動機構部５は、Ｘ線発生部１におけるＸ線ウエッジ１３を体軸方向に移動させるウエッジ移動機構５１と、架台回転部３を被検体３０の周囲で回転させる架台回転機構５２と、天板４の体軸方向移動及び横方向移動を行なう天板移動機構５３と、これらの移動機構を制御する移動機構制御部５４を備えている。

ウエッジ移動機構５１は、移動機構制御部５４から供給されたウエッジ移動制御信号に従って図２に示したＸ線ウエッジ１３を被検体３０の体軸方向に所定距離だけ移動させ、又、架台回転機構５２は、移動機構制御部５４から供給された架台回転制御信号に基づき、架台回転部３に装着されたＸ線管１１、Ｘ線ウエッジ１３及び投影データ収集部２を架台回転部３と共に被検体３０の周囲で回転させる。

一方、天板移動機構５３は、移動機構制御部５４から供給された天板移動制御信号に基づき、天板４の体軸方向移動と横方向移動を行なう。即ち、撮影計画用画像データの生成を目的とした投影データ（撮影計画用投影データ）の収集に際しては、Ｘ線管１１を被検体３０の正面方向に対向させた状態で天板４のみを所定速度で体軸方向へ移動させる。又、診断用画像データの生成を目的とした投影データ（診断用投影データ）の生成に際しては、Ｘ線管１１、Ｘ線ウエッジ１３及び投影データ収集部２が被検体３０の周囲で高速回転する状況下で天板４を体軸方向へ移動させる。

更に、被検体３０における診断対象部位の中心をＸ線ＣＴ装置１００の撮影中心に設定する際には、撮影計画用画像データにおいて設定された診断対象部位の中心位置に基づいて天板４の横方向移動を行なう。尚、体軸方向移動における天板４の移動速度は、通常、当該診断対象部位に対する画像の解像度や許容される被曝量等に基づいて設定される。

そして、移動機構制御部５４は、システム制御部９あるいは入力部８から供給される移動指示信号に基づいてウエッジ移動制御信号、架台回転制御信号及び天板移動制御信号を生成し、上述のウエッジ移動機構５１、架台回転機構５２及び天板移動機構５３の各ユニットに供給する。

次に、画像データ生成部６は、投影データ記憶部６１と、撮影計画用画像データ生成部６２と、診断用画像データ生成部６３と、画像データ記憶部６４を備えている。

投影データ記憶部６１には、投影データ収集部２において生成され、架台回転部３の回転角度情報やＸ線検出素子２１１の配列位置情報、更には、天板４の移動位置情報等の付帯情報が付加された当該被検体３０の投影データが保存される。この場合、架台回転部３の高速回転と天板４の体軸方向移動及び横方向移動を行なうことによって収集された診断用投影データと、Ｘ線管１１を被検体３０の正面に配置した状態で天板４のみを体軸方向移動することによって収集された撮影計画用投影データの各々に対し上述の付帯情報が付加される。

次に、撮影計画用画像データ生成部６２は、撮影計画の設定に際して投影データ記憶部６１に一旦保存された撮影計画用投影データを読み出し、その付帯情報（即ち、Ｘ線検出素子２１１の配列位置情報及び天板４の移動位置情報）に基づいて撮影計画用画像データを生成する。尚、このとき生成される撮影計画用画像データは、通常のＸ線診断装置によって得られる透視画像データに類似したものとなり、この撮影計画用画像データの生成に用いられる撮影計画用投影データは診断用投影データと比較して少ないＸ線量で収集することが可能である。

一方、診断用画像データ生成部６３は、診断用画像データの生成に際して投影データ記憶部６１に保存されている診断用投影データを読み出し、その付帯情報（即ち、架台回転部３の回転角度情報、Ｘ線検出素子２１１の配列位置情報及び天板４の移動位置情報）やシステム制御部９から供給されるスライス画像データ枚数及びスライス間隔等の情報に基づいて再構成処理を行ない体軸方向に垂直な複数の診断用画像データを生成する。

そして、生成された上述の撮影計画用画像データ及び診断用画像データの各々は画像データ記憶部６４に保存される。

次に、表示部７は、図示しない表示データ生成回路と変換回路とモニタを有している。前記表示データ生成回路は、画像データ生成部６の画像データ記憶部６４に保存されている撮影計画用画像データあるいは診断用画像データを読み出し、これらの画像データに患者情報等の付帯情報を付加して表示データを生成する。特に、撮影計画用画像データの表示に際しては、被検体３０に対して設定あるいは更新された診断対象部位の範囲やこの診断対象部位におけるスライス画像データ枚数及びスライス間隔等を示す範囲カーソルや診断対象部位の中心位置を示す中心カーソルを前記撮影計画用画像データに重畳して表示データを生成する。そして、前記変換回路は、上述の表示データに対してＤ／Ａ変換とテレビフォーマット変換を行なって前記モニタに表示する。

図６は、表示部７のモニタに表示された当該被検体３０の撮影計画用画像データと各種カーソルの具体例を示したものであり、例えば、撮影計画用画像データにおける被検体３０の頭部、胸部、腹部及び脚部の各撮影領域における診断対象部位（斜線部）には初期設定あるいは更新された高さＨ及び幅Ｗの診断対象部位範囲とこの診断対象部位におけるスライス画像データ枚数Ｎ及びスライス間隔Ｄを示す範囲カーソルＫｘと前記診断対象部位の中心位置を示す中心カーソルＫｙが示される。

即ち、頭部領域の診断対象部位範囲（Ｈａ、Ｗａ）には、スライス間隔Ｄａで配列されたＮａ枚のスライス画像データの位置を示す範囲カーソルＫｘａとこの診断対象部位の中心位置を示す中心カーソルＫｙａが表示され、胸部領域の診断対象部位範囲（Ｈｂ、Ｗｂ）には、スライス間隔Ｄｂで配列されたＮｂ枚のスライス画像データの位置を示す範囲カーソルＫｘｂとその中心カーソルＫｙｂが表示される。

同様にして、腹部領域及び脚部領域では診断対象部位範囲（Ｈｃ、Ｗｃ）に対しスライス間隔Ｄｃで配列されたＮｃ枚のスライス画像データの位置を示す範囲カーソルＫｘｃ及びその中心カーソルＫｙｃと診断対象部位範囲（Ｈｄ、Ｗｄ）に対しスライス間隔Ｄｄで配列されたＮｄ枚のスライス画像データの位置を示す範囲カーソルＫｘｄ及びその中心カーソルＫｙｄが夫々表示される。

一方、入力部８は、表示パネル、キーボード、各種スイッチ、選択ボタン、マウス等の入力デバイスを備えたインターラクティブなインターフェースであり、被検体情報の入力、投影データ収集条件、再構成条件及び画像表示条件の設定、撮影計画の設定、各種コマンド信号の入力等を行なう。

特に、撮影計画の設定に際し、図６の範囲カーソルＫｘに基づく診断対象部位範囲、スライス画像データ枚数及びスライス間隔の情報や中心カーソルＫｙに基づく診断対象部位の中心位置情報は入力部８に備えられた表示パネルにおいて、例えば、図７のように表示される。そして、操作者は、表示部７のモニタに表示されたカーソルあるいは入力部８の表示パネルに表示された数値を上述の入力デバイスを用いて確定あるいは更新することにより当該被検体に対する撮影計画を設定する。

次に、システム制御部９は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、入力部８から供給される各種の設定情報や入力情報を内部の記憶回路に一旦保存する。そして、これらの入力情報に従って、Ｘ線発生部１、投影データ収集部２、移動機構部５、画像データ生成部６及び表示部７を統括的に制御する。

（診断用画像データの収集手順）
次に、本発明の実施例における診断用画像データの収集手順につき図８のフローチャートを用いて説明する。

Ｘ線ＣＴ装置１００の操作者は、診断用画像データの収集に先立って、上述の投影データの収集条件や画像再構成条件、更には画像表示条件等の画像データ収集条件を入力部８において設定し、設定されたこれらの条件はシステム制御部９の記憶回路に保存される。

画像データ収集条件の設定が終了したならば、操作者は、被検体３０を天板４に載置し、その基準部位（例えば、頭頂部）が架台回転部３の中央部に配置されるように被検体３０をスライス方向に移動する（図８のステップＳ１）。

次いで、操作者は、入力部８において撮影計画用画像データの生成開始コマンドを入力する（図８のステップＳ２）。このコマンド信号を入力部８から受信したシステム制御部９は、移動機構部５の移動機構制御部５４に対して移動指示信号を供給し、移動機構制御部５４は、この移動指示信号に基づいて架台回転制御信号を生成し架台回転機構５２に供給する。そして、架台回転機構５２は、前記架台回転制御信号に従って架台回転部３を低速回転させ、この架台回転部３に取り付けられたＸ線管１１を被検体３０の正面位置に設定する。

次いで、移動機構制御部５４は、天板移動機構５３に対して天板移動制御信号を供給し、天板移動機構５３は、前記天板移動制御信号に従って被検体３０を載置した天板４をその体軸方向に所定速度で移動する。

一方、システム制御部９は、Ｘ線発生部１の高電圧発生器１２に対してＸ線放射指示信号を供給し、高電圧発生器１２は、上述のステップ１の初期設定にて設定された投影データ収集条件に従い撮影計画用投影データの収集を目的としたＸ線照射に必要な電力（管電圧及び管電流）をＸ線管１１に供給する。そして、この電力の供給を受けたＸ線管１１は、被検体３０に対してファンビームＸ線を照射する。

Ｘ線管１１から照射され被検体３０を透過したＸ線は、投影データ収集部２のＸ線検出器２１によって検出される。即ち、被検体３０を透過したＸ線は、Ｘ線検出器２１において透過線量に比例した電荷（電流）信号に変換され、スイッチ群２２においてスライス方向に対しＭ１チャンネルの「データ束ね」が行なわれる。そして、「データ束ね」された電流信号は、ＤＡＳユニット２３に供給されて電流／電圧変換とＡ／Ｄ変換が行なわれ撮影計画用投影データが生成される。

この撮影計画用投影データは、架台回転部３に装着されたデータ伝送回路２４の送信部に送られて光信号に変換され、空中を介して架台固定部１０に取りつけられたデータ伝送回路２４の受信部にて受信される。そして、受信された撮影計画用投影データは、その付帯情報であるＸ線検出素子２１１の配列位置情報及び天板４の移動位置情報と共に画像データ生成部６の投影データ記憶部６１に保存される。

同様の手順によって天板４を被検体３０の体軸方向に順次移動させながらＸ線の照射と撮影計画用投影データの収集を繰り返し、被検体３０の略全身に対して収集した撮影計画用投影データとその付帯情報を投影データ記憶部６１に順次保存する。（図８のステップＳ３）。

一方、画像データ生成部６の撮影計画用画像データ生成部６２は、システム制御部９からの指示信号に従い投影データ記憶部６１に保存された撮影計画用投影データとその付帯情報を順次読み出す。そして、この付帯情報に基づいて撮影計画用画像データを生成し画像データ記憶部６４に一旦保存する。

次いで、表示部７の表示データ生成回路は、画像データ生成部６の画像データ記憶部６４に保存された撮影計画用画像データを読み出し、撮影領域単位で予め設定されている標準的な診断対象部位範囲、スライス画像データ枚数及びスライス間隔を示す範囲カーソルＫｘや前記診断対象部位の中心位置を示す中心カーソルＫｙを前記撮影計画用画像データに重畳して表示データを生成する。そして、表示部７の変換回路は、上述の表示データに対してＤ／Ａ変換とテレビフォーマット変換を行ないモニタに表示する（図８のステップＳ４）。

表示部７のモニタに表示された撮影計画用画像データ（図６参照）を観察した操作者は、この撮影計画用画像データに重畳表示されている範囲カーソルＫｘ及び中心カーソルＫｙの幅や位置、更には数を確認し、変更する必要がある場合には、前記モニタに表示されているカーソルあるいは表示部７の表示パネルに一覧表示されている数値（図７参照）を入力部８の入力デバイスによって更新し撮影計画を設定する（図８のステップＳ５）。

上述の撮影計画の設定が終了したならば、操作者は、入力部８において診断用画像データの生成開始コマンドを入力する（図８のステップＳ６）。

このコマンド信号を入力部８から受信したシステム制御部９は、移動機構部５の移動機構制御部５４に対して移動指示信号を供給し、移動機構制御部５４は、前記移動指示信号に基づき天板移動機構５３に対して天板移動制御信号を供給する。次いで、天板移動機構５３は、前記天板移動制御信号に従って天板４を脚部方向に移動させ被検体３０の頭頂部を架台回転部３の中心部に戻した後、被検体３０の頭部領域（Ｌ＝１）における診断対象部位の中心がＸ線ＣＴ装置１００の撮影中心に位置するように天板４を横方向移動する。

又、移動機構制御部５４は、システム制御部９から供給された移動指示信号に基づきウエッジ移動機構５１に対してウエッジ移動制御信号を供給する。そして、ウエッジ移動機構５１は、前記ウエッジ移動制御信号に従ってＸ線ウエッジ１３を体軸方向に移動することにより頭部領域の診断対象部位に対するＸ線照射に好適なウエッジをＸ線管１１に対向させて配置する。

尚、上述の天板４の横方向移動及びＸ線ウエッジ１３の体軸方向移動は、上述のステップＳ５において設定された頭部領域における診断対象部位範囲（図６のＷａ）及びその中心位置の情報に基づいて行なわれる（図８のステップＳ７）。

そして、上述のＸ線ウエッジ１３の体軸方向移動と天板４の横方向移動が終了したならば、天板移動機構５３は、移動機構制御部５４からの天板移動制御信号に基づいて天板４を頭部方向に所定速度で移動し、架台回転機構５２は、移動機構制御部５４からの架台回転制御信号に基づいて架台回転部３を高速回転することにより頭部領域に対するマルチヘリカルスキャンが開始される。

即ち、システム制御部９は、Ｘ線発生部１の高電圧発生器１２に対してＸ線放射指示信号を供給し、高電圧発生器１２は、上述のステップ１の初期設定にて設定された投影データ収集条件に従い診断用投影データの収集を目的としたＸ線照射に必要な電力（管電圧及び管電流）をＸ線管１１に供給する。そして、この電力の供給を受けたＸ線管１１は、被検体３０に対してＸ線を照射する。

そして、投影データ収集部２は、マルチヘリカルスキャンによって形成される複数方向からの診断用投影データを上述のステップＳ３と同様の手順によって収集し、架台回転部３の回転角度情報、Ｘ線検出素子２１１の配列位置情報及び天板４の移動位置情報等を付加して画像データ生成部６の投影データ記憶部６１に一旦保存する（図８のステップＳ８）。

一方、画像データ生成部６の診断用画像データ生成部６３は、投影データ記憶部６１に保存された診断用投影データとその付帯情報を読み出し、この付帯情報やシステム制御部９から供給されるスライス画像データ枚数及びスライス間隔等の情報に基づき前記診断用投影データを再構成処理して診断用画像データを生成する。そして、得られた診断用画像データは、画像データ記憶部６４に保存され、必要に応じて表示部７のモニタに表示される（図８のステップＳ９）。

上述の診断用画像データの生成と並行してマルチヘリカルスキャンによる診断用投影データの収集を連続的に行ない、予め設定された頭部領域の診断対象部位範囲（図６のＨａ）における診断用投影データの収集が終了したならば、架台回転部３の高速回転と天板４の体軸方向移動を継続したまま胸部領域（Ｌ＝２）の診断対象部位に対するＸ線ウエッジ１３の体軸方向移動と天板４の横方向移動を行なう（図８のステップＳ７）。

即ち、ウエッジ移動機構５１は、移動機構制御部５４から供給されたウエッジ移動制御信号に従ってＸ線ウエッジ１３を体軸方向移動することにより胸部領域における診断対象部位範囲Ｗｂに好適なウエッジを選択し、天板移動機構５３は、移動機構制御部５４から供給された天板移動制御信号に従って天板４を横方向移動することにより胸部領域における診断対象部位の中心を撮影中心に移動する。

そして、天板４の体軸方向移動によって胸部領域における診断対象部位の端部が撮影中心に到達したならばこの胸部領域に対してマルチヘリカルスキャンを行なって診断用投影データを生成し（図８のステップＳ８）、更に、収集した診断用投影データを再構成処理し診断用画像データを生成して画像データ記憶部６４に保存する（図８のステップＳ９）。

次いで、腹部（Ｌ＝３）及び脚部（Ｌ＝４）に対しても同様の手順によって投影データの収集と診断用画像データの生成を行なう（図８のステップＳ７乃至Ｓ９）。

以上述べた本発明の実施例によれば、横方向移動が可能な天板を備えているため、被検体の診断対象部位の中心が体軸から離れている場合においても、前記天板によって前記診断対象部位の中心を撮影中心あるいはその近傍に設定することができる。このため、この診断対象部位を中心とした所定領域に対しＸ線照射を行なってその投影データを収集することが可能となる。更に、診断対象部位範囲の情報に基づいてウエッジの形状を選択することにより、診断対象部位の大きさに対応したＸ線照射領域を容易に形成することができる。従って、診断対象部位の位置や大きさに関わらず、常に有効なＸ線照射が可能となり診断対象部位以外の生体組織に対するＸ線被曝量を低減することができる。

又、当該被検体の体軸方向における複数診断対象部位の診断用投影データをヘリカルスキャン方式あるいはマルチヘリカルスキャン方式によって収集する際、撮影計画用画像データ上の各診断対象部位において予め設定された診断対象部位範囲及びその中心位置の情報に基づいて前記天板の横方向移動と前記ウエッジの選択が自動的に行なわれるため、各診断対象部位における投影データを連続的に収集することができる。このため、診断用投影データの収集に要する時間が大幅に短縮され、検査効率が向上するのみならず操作者や被検体の負担が軽減される。

更に、当該被検体の体軸方向における複数診断対象部位の診断用投影データをヘリカルスキャン方式あるいはマルチヘリカルスキャン方式によって収集する際、撮影計画用画像データ上の各診断対象部位において予め設定されたスライス間隔及びスライス画像データ枚数の情報に基づいて天板の体軸方向移動速度が設定されるため、診断対象部位の各々に対するＸ線照射量を制御することができる。

以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、変形して実施してもよい。例えば、上述の実施例では、マルチヘリカルスキャン方式によって収集された診断用投影データを用いて複数枚の２次元画像データを生成する場合について述べたが、前記診断用投影データを用いてボリュームデータを生成し、更に、このボリュームデータを処理してボリュームレンダリング画像データ等の３次元画像データを生成してもよい。

又、既に述べたように、上述の実施例では、マルチヘリカルスキャン方式のＸ線ＣＴ装置について述べたが、チャンネル方向に１列のＸ線検出器が配列されたヘリカルスキャン方式のＸ線ＣＴ装置であってもよい。

更に、この実施例では、Ｘ線管１１と投影データ収集部２の何れもが被検体３０の周囲で高速回転する所謂第３世代のＸ線ＣＴ装置について述べたが、Ｘ線検出器が被検体の周囲３６０度に渡って配列されＸ線管のみが高速回転する第４世代のＸ線ＣＴ装置、あるいは、Ｘ線管とＸ線検出器が被検体の周囲３６０度に渡って配列された第５世代のＸ線ＣＴ装置であっても構わない。

本発明の実施例におけるＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図。同実施例におけるＸ線ウエッジの具体的な構成を示す図。同実施例のＸ線ウエッジによるＸ線照射範囲を示す図。同実施例におけるＸ線検出器の構成を示す図。同実施例の投影データ収集部におけるデータ束ねを説明するための図。同実施例の表示部に表示された撮影計画用画像データと各種カーソルの具体例を示す図。同実施例の入力部における表示パネルに表示された撮影計画値の具体例を示す図。同実施例における診断用画像データの収集手順を示すフローチャート。

符号の説明

１…Ｘ線発生部
１１…Ｘ線管
１２…高電圧発生器
１３…Ｘ線ウエッジ
１４…スリップリング
２…投影データ収集部
２１…Ｘ線検出器
２２…スイッチ群
２３…ＤＡＳユニット
２４…データ伝送回路
３…架台回転部
４…天板
５…移動機構部
５１…ウエッジ移動機構
５２…架台回転機構
５３…天板移動機構
５４…移動機構制御部
６…画像データ生成部
６１…投影データ記憶部
６２…撮影計画用画像データ生成部
６３…診断用画像データ生成部
６４…画像データ記憶部
７…表示部
８…入力部
９…システム制御部
１０…架台固定部
１００…Ｘ線ＣＴ装置

Claims

被検体を載置する天板と、前記被検体に対してＸ線を放射する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収集する投影データ収集手段と、前記Ｘ線管及び前記投影データ収集手段を前記被検体の体軸の周囲で回転させる回転手段と、前記Ｘ線管及び前記投影データ収集手段の回転中心に形成される撮影中心あるいはその近傍に前記被検体における診断対象部位の中心を配置するために前記天板を前記体軸と直交する横方向に移動させる天板移動手段と、前記投影データを再構成処理して診断用画像データを生成する診断用画像データ生成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置において、
前記被検体の正面画像データたる撮影計画用画像データに対し、被検体の体軸方向における１つまたは複数の診断対象部位に関する撮影計画を設定する撮影計画設定手段を備え、前記天板移動手段は、前記被検体の体軸方向における１つあるいは複数の診断対象部位について前記撮影計画設定手段により設定された前記撮影計画に基づき前記天板を横方向移動させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
被検体を載置する天板と、前記被検体に対してＸ線を放射する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収集する投影データ収集手段と、前記Ｘ線管及び前記投影データ収集手段を前記被検体の体軸の周囲で回転させる回転手段と、前記Ｘ線管及び前記投影データ収集手段の回転と並行して前記天板を前記体軸に沿った体軸方向に連続移動させ、更に、前記Ｘ線管及び前記投影データ収集手段の回転中心に形成される撮影中心あるいはその近傍に前記被検体における診断対象部位の中心を位置させるために前記天板を前記体軸方向と直交する横方向に移動させる天板移動手段と、前記投影データを再構
成処理して診断用画像データを生成する診断用画像データ生成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置において、
前記被検体の正面画像データたる撮影計画用画像データに対し、被検体の体軸方向における１つまたは複数の診断対象部位に関する撮影計画を設定する撮影計画設定手段を備え、前記天板移動手段は、前記被検体の体軸方向における１つあるいは複数の診断対象部位について前記撮影計画設定手段により設定された前記撮影計画に基づき前記天板を横方向移動させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記被検体の体軸方向における１つまたは複数の診断対象部位に関する撮影計画として、当該診断対象部位の撮影範囲または位置が設定されることを特徴とする請求項１または２記載のＸ線ＣＴ装置。
前記被検体に対し前記Ｘ線の照射領域を設定するＸ線ウエッジを移動させるウエッジ移動手段を備え、前記ウエッジ移動手段は、曲率の異なる曲面を有した複数のウエッジが配列されて構成される前記Ｘ線ウエッジを前記被検体の前記体軸方向に移動させることにより前記診断対象部位に対して好適な照射領域を形成することを特徴とする請求項１または２記載のＸ線ＣＴ装置。
前記ウエッジ移動手段は、前記撮影計画用画像データの体軸方向における１つあるいは複数の診断対象部位に対して前記撮影計画設定手段が設定した前記診断対象部位の範囲に基づき前記Ｘ線ウエッジを前記体軸方向に移動させることを特徴とする請求項４記載のＸ線ＣＴ装置。
前記天板移動手段は、前記撮影計画用画像データの体軸方向における１つあるいは複数の診断対象部位に対して前記撮影計画設定手段が設定した前記診断用画像データのスライス間隔に基づき前記天板を前記体軸方向に所定速度で移動させることを特徴とする請求項１または２記載のＸ線ＣＴ装置。
前記撮影計画用画像データは、前記回転手段による回転を停止し前記天板を前記体軸方向に連続移動した状態で前記投影データ収集手段が収集した投影データに基づいて生成されることを特徴とする請求項１または２記載のＸ線ＣＴ装置。
前記撮影計画用画像データを表示する表示手段を備え、前記撮影計画設定手段は、前記撮影計画用画像データの体軸方向における１つ又は複数の診断対象部位の各々に対しその範囲を示す範囲カーソルとその中心位置を示す中心カーソルの少なくとも何れかを前記撮影計画用画像データに重畳して表示することを特徴とする請求項１または２記載のＸ線ＣＴ装置。