JP5251264B2 - X線ct装置 - Google Patents
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Description
X線検査装置のX線測定光学系は、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。
このようなX線CT装置は、さらに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回転を与えるための回転テーブルを備える。
したがって、所望の断層画像を得るまでに、初回のCT撮影を含む少なくも2度のCT撮影の時間と手間とがかかった。
これにより、データ記憶制御部は、CT撮影前に、記憶された少なくとも2つの透視X線画像データを用いて、被写体の第一の透視X線画像と第二の透視X線画像とを含む試し撮り透視X線画像の画像表示を行う。
そして、第一の透視X線画像の一部の領域が、第一の目的撮像領域として入力装置で指定されることにより、第一の目的撮像領域を示す目的撮像領域データを記憶部に記憶させることにより、第二の透視X線画像にも対応付ける。
例えば、テーブルとX線測定光学系との現在の位置関係を示す透視X線画像とは別の透視X線画像として、現在の位置関係を示す透視X線画像の横等に、第一の透視X線画像と第二の透視X線画像とを同時に表示されるようにすれば、これらの画像上で多方面から、目的撮像領域データに対応する目的撮像領域の表示を行ったり(後述する実施形態1)、目的撮像領域データに対応する目的撮像領域を、CT撮影を自動で行うときのテーブルの移動量の算出に利用したり(後述する実施形態2)することができる。
また、現在の位置関係を示す透視X線画像中で、第一の目的撮像領域が指定されたときには、現在の位置関係を示す透視X線画像が、試し撮り透視X線画像の一つである第一の透視X線画像となり記憶部に記憶され、その際に目的撮像領域データも記憶される。その後、テーブルやX線測定光学系が移動されることにより、現在の位置関係を示す透視X線画像が、記憶された第一の透視X線画像と異なることになることにより、現在の位置関係を示す透視X線画像が試し撮り透視X線画像の一つである第二の透視X線画像となって、全ての作業が行われていくようにしてもよい(後述する実施形態3、実施形態4)。つまり、実施形態3及び実施形態4では、上述した実施形態1及び実施形態2と異なり、テーブルとX線測定光学系との現在の位置関係を示す透視X線画像とは別の透視X線画像として表示するのではなく、常に、現在の位置関係を示す透視X線画像のみの一面しか表示されない。
また、本発明のX線CT装置においては、前記データ記憶制御部は、前記試し撮り透視X線画像として、前記第一の透視X線画像と第二の透視X線画像とを含む少なくとも二面の透視X線画像を同時に画像表示する試し撮り透視X線画像表示部と、前記第一の透視X線画像の一部の領域が第一の目的撮像領域として入力装置で指定されることにより、試し撮り透視X線画像の他の透視X線画像に第一の目的撮像領域を重畳して画像表示する目的撮像領域表示部とを備えるようにしてもよい。
次に、入力装置を用いて、第一の透視X線画像中の一部の領域(関心領域よりやや大きい領域)を第一の目的撮像領域として指定する。このとき、指定は、所定の形状(例えば、予め設定された四角形状)で行う。その結果、X線源、X線検出器及びテーブルの位置関係を用いて、所定の形状に対応する第一の目的撮像領域を示す透視X線像検出領域(例えば、四角形状に対応する四角錐領域)が第二の透視X線画像に重畳して画像表示される。
よって、本発明のX線CT装置によれば、CT撮影を実行する前に、第二の透視X線画像上に、第一の透視X線画像で指定された第一の目的撮像領域が重畳されることにより、二方向から関心領域よりやや大きい領域を確認できるので、被写体の関心領域の断層像を得るために、CT撮像するべき位置を三次元的に把握することができる。
なお、「所定の形状」とは、例えば、予め設定された四角形状や円形状であってもよく、一つの作業を行う度に、任意に形状や大きさを変更することができるものであってもよい。
次に、入力装置を用いて、第一の透視X線画像中の一部の領域(関心領域よりやや大きい領域)を第一の目的撮像領域として指定する。さらに、入力装置を用いて、第二の透視X線画像中の一部の領域(関心領域よりやや大きい領域)を第二の目的撮像領域として指定する。このとき、指定は、所定の形状(例えば、予め設定された四角形状)で行う。その結果、本発明のX線CT装置によれば、二方向から関心領域よりやや大きい領域として指定され重なった目的撮像領域を示す透視X線像検出領域(例えば、四角形状に対応する各四角錐領域が重なった領域)がCT撮影されるように最小の円柱形状を演算することにより、目的撮像領域移動部が被写体やX線測定光学系を適切に自動移動させることで、被写体の関心領域の断層像を容易に得ることができる。
次に、1回目の透視X線画像の撮影方向とは異なるように、テーブルを回転移動(例えば、90°の回転)させるが、テーブルやX線源やX線検出器の移動に連動して、所定の形状に対応する第一の目的撮像領域を示す透視X線像検出領域が、現在の位置関係を示す透視X線画像(第一の透視X線画像を記憶した後は、第二の透視X線画像とも呼ぶことになる)に重畳して更新しながら画像表示される。
よって、本発明のX線CT装置によれば、CT撮影を実行する前に、第二の透視X線画像(現在の状態の透視X線画像)上で、第一の透視X線画像で指定された第一の目的撮像領域が重畳されることにより、二方向から関心領域よりやや大きい領域を確認できるので、被写体の関心領域の断層像を得るために、CT撮像するべき位置を三次元的に把握することができる。
次に、1回目の透視X線画像の撮影方向とは異なるように、テーブルを回転移動(例えば、90°の回転)させるが、さらに、入力装置を用いて、現在の位置関係を示す透視X線画像(第一の透視X線画像を記憶した後は、第二の透視X線画像とも呼ぶことになる)中の一部の領域(関心領域よりやや大きい領域)を第二の目的撮像領域として指定する。このとき、指定は、所定の形状(例えば、予め設定された四角形状)で行う。その結果、本発明のX線CT装置によれば、二方向から関心領域よりやや大きい領域として指定され重なった目的撮像領域を示す透視X線像検出領域(例えば、四角形状に対応する各四角錐領域が重なった領域)がCT撮影されるように最小の円柱形状を演算することにより、目的撮像領域移動部が被写体やX線測定光学系を適切に自動移動させることで、被写体の関心領域の断層像を容易に得ることができる。
例えば、まず、被写体の全領域の透視X線画像となるように、テーブルを移動させて(ただし、必ずしも全領域である必要はない)、被写体の1回目の透視X線画像の撮影を実行し、次に1回目の透視X線画像の撮影方向とは異なるように、テーブルを回転移動(例えば、90°の回転)させて、被写体の2回目の透視X線画像の撮影を実行したり、テーブルとは異なりX線測定光学系を回転移動(例えば、90°の回転)させて、被写体の2回目の透視X線画像の撮影を実行したり、テーブルを回転移動(例えば、90°の回転)させてからX線測定光学系を回転移動(例えば、60°の回転)させて、被写体の2回目の透視X線画像の撮影を実行したりすることができる。
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線測定光学系駆動機構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用いられている。IIが透視用X線を検出することにより四角形の透視像を形成する。つまり、X線検出器12は、長方形の検出面を有しており、X線管を頂点とする四角錐状の領域のX線透過像を検出する(図2参照)。そして、この透視像の映像信号がコンピュータ20に出力される。
下部部材14bは、x方向への並進移動とともに、z方向にも並進移動が可能となるようにしてある。
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と被写体との距離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14b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)。
テーブル14の上部板状体14aは、中部板状体14c上で、x方向とy方向とに並進移動が可能となるようにしてある。回転中心(θ軸)に対して、上部板状体14aをx方向、y方向に移動することにより、上部板状体14aに載置された被写体の撮像したい部分を回転中心に合わせることができる(θx軸/θy軸調整という)。
X線測定光学系駆動機構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線測定光学系駆動機構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、データ記憶制御部30と、透視X線画像表示記憶制御部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とを有する。また、データ記憶制御部30は、少なくとも二面の透視X線画像を同時に画像表示する試し撮り透視X線画像表示部37と、透視X線画像の一部の領域が目的撮像領域としてキーボード22aやマウス22bで指定されることにより、試し撮り透視X線画像の他の透視X線画像に目的撮像領域を重畳して画像表示する目的撮像領域表示部38とを有する。さらに、メモリ25は、透視X線画像データを記憶する透視X線画像データ記憶領域41と、目的撮像領域データを記憶する目的撮像領域データ記憶領域44と、位置データ記憶領域42とを有する。
例えば、図2に示すように、まず、被写体Mの全領域の透視X線画像となるように、下部部材14bを移動させて、被写体Mの1回目の透視X線画像の撮影を実行し、さらに中部板状体14cを120°回転移動させて、被写体Mの2回目の透視X線画像の撮影を実行する。なお、互いに直交する方向から撮影された透視X線画像を取得することが好ましいが、このように直交関係にない2つの透視X線画像でもよい。また、2つの透視X線画像ではなく、3つ以上の透視X線画像を取得してもよい。また、図2は、わかりやすく被写体MとX線測定光学系13との位置関係を説明するため、X線源11でなく被写体Mの方を固定して、X線源11及びX線検出器12が被写体Mを中心としてX線源11’及びX線検出器12’となるように回転するかのように記載している。
試し撮り透視X線画像表示部37は、透視X線画像表示記憶制御部31により透視X線画像データ記憶領域41に記憶された透視X線画像データを用いて、試し撮り透視X線画像24として、モニタ画面23aに被写体Mの第一の透視X線画像24a及び第二の透視X線画像24bの画像表示を行う制御を行うものである。
例えば、図3に示すように、被写体Mの第一の透視X線画像24aと、第一の透視X線画像24aと異なる方向から撮影された被写体Mの第二の透視X線画像24bとの画像表示を行う。なお、透視X線画像データ記憶領域41に記憶された透視X線画像データの数が多数あれば、2つの透視X線画像ではなく、3つ以上の透視X線画像を試し撮り透視X線画像24として画像表示してもよい。
例えば、図3に示すように、キーボード22aやマウス22bによる入力操作により、第一の透視X線画像24aに、関心領域Oを含むように、第一の目的撮像領域27aとして四角形(破線で示す)が画像表示される。これにより、第一の透視X線画像24aを撮影したX線測定光学系13と被写体Mとの位置関係のときに、第一の目的撮像領域27aを通過した透視用X線の四角錐領域(破線で示す)を算出する(図4中、点線で示した四角錐領域参照)。そして、第二の透視X線画像24bには、関心領域Oを通過した透視用X線を含む領域となる第一の目的撮像領域27aを示す台形(破線で示す)を重畳して画像表示する。また、キーボード22aやマウス22bによる入力操作により、第二の透視X線画像24bに、関心領域Oを含むように、第二の目的撮像領域27bとして四角形(実線で示す)が画像表示される。これにより、第二の透視X線画像24bを撮影したX線測定光学系13と被写体Mとの位置関係のときに、第二の目的撮像領域27bを通過した透視用X線の四角錐領域(実線で示す)を算出する(図4中、二点鎖線で示した四角錐領域参照)。そして、第一の透視X線画像24aには、関心領域Oを通過した透視用X線を含む領域となる目的撮像領域27bを示す台形(実線で示す)を重畳して画像表示する。
このようにすることで、操作者が、目的撮像領域27が重畳された第一の透視X線画像24a及び第二の透視X線画像24bを三次元的に確認しながら、キーボード22aやマウス22bによる入力操作を行うことによって、テーブル14やX線検出器12を適切に移動することができるようにし、被写体Mの関心領域Oの断層像を容易に得ることができるようにする。
再構成演算部35は、透視X線画像データ記憶領域41に記憶された透視X線画像データを用いて、被写体Mの断層像を再構成する制御を行うものである。
まず、ステップS101の処理において、テーブル14上に被写体Mが載置される。
次に、ステップS102の処理において、透視X線画像表示記憶制御部31は、X線検出器12から出力された映像信号に基づいて、モニタ画面23aに透視X線画像の画像表示を行う(図16及び図17参照)。つまり、被写体MとX線測定光学系13との現在の位置関係を示す透視X線画像を画像表示する。
次に、ステップS104の処理において、キーボード22aやマウス22bによる入力操作によって、被写体Mの全領域の透視X線画像となるように、テーブル14やX線検出器12が移動されて、xt、zt、θx、θy、xi、yiの調整(すなわち、SOD軸、z軸、θx軸/θy軸、SID軸等の調整)が行われる。例えば、操作者は、図2及び図3に示すような被写体Mの全体像が写る透視X線画像となるように、テーブル14やX線検出器12を移動させる。このとき、モニタ画面23aには、テーブル14とX線測定光学系13との現在の位置関係を示す透視X線画像のみが画像表示されている。
次に、被写体Mの全領域の透視X線画像となるように位置合わせがされた後、ステップS105の処理において、キーボード22aやマウス22bにより撮影信号が入力されることによって、透視X線画像表示記憶制御部31は、第tの透視X線像を撮影する。
次に、ステップS106の処理において、透視X線画像表示記憶制御部31は、第tの透視X線画像データを透視X線画像データ記憶領域41に記憶させる。
一方、透視X線画像データを記憶させないと判定した場合には、ステップS109の処理において、試し撮り透視X線画像表示部37は、透視X線画像データ記憶領域41に記憶された透視X線画像データを用いて、モニタ画面23aに試し撮り透視X線画像24の画像表示を行う。例えば、図3に示すように、第一の透視X線画像24aと第二の透視X線画像24bとの画像表示を行う。
次に、ステップS111の処理において、試し撮り透視X線画像24の一面(第一の透視X線画像24a又は第二の透視X線画像24b)中の一部の領域が、キーボード22aやマウス22bによる入力操作によって、目的撮像領域27として指定される。例えば、操作者は、図3に示すように、第一の透視X線画像24aに第一の目的撮像領域27aを示すことになる四角形(破線で示す)を画像表示させる。
このとき、第一の透視X線画像24a及び第二の透視X線画像24b上に、目的領域Oを含むことになる目的撮像可能領域27が重畳されて画像表示されるので、被写体MのCT撮影するべき領域を三次元的に把握することができる。
最後に、ステップS117の処理が終了した場合には、本フローチャートを終了させることになる。
よって、まず、関心領域Oが含まれる比較的大きな領域の被写体MをCT撮影する必要がなく、初回のCT撮影で被写体Mの関心領域Oよりやや大きい領域をCT撮影することができる。
図7a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7bは、図7aに示すBの範囲の詳細図である。X線CT装置2は、X線源71とX線検出器72とを有するX線測定光学系73と、被写体を載置するテーブル74と、テーブル駆動機構76と、X線測定光学系駆動機構75と、X線CT装置全体の制御を行う制御系(コンピュータ)80とにより構成される。
X線CT装置2では、上述したX線CT装置1と異なり、指定された目的撮像領域57がCT撮影されるように演算を行うことにより、後述する目的撮像領域移動部39がテーブル74やX線測定光学系73を適切に自動移動させる。
また、X線CT装置1では、X線検出器12の傾動機能を備えていなかったが、本発明はX線検出器72が傾動する場合も適用できるので、X線CT装置2では傾動機能を備えた構造で説明する。
なお、X線CT装置1と同様のものについては、同じ符号を付したりして、その説明を省略する。
X線検出器72は、xz平面内でX線源71を中心として傾動移動が可能となるとともに、X線源71方向への並進移動が可能となるように形成されている。X線検出器72をX線源71方向に移動させることで、X線源71とX線検出器72との距離SIDを調整することができる(SID軸調整という)。
下部板状体74bは、x方向、y方向、z方向への並進移動が可能となるようにしてある。テーブル74の下部板状体74bをx方向やz方向に移動させることで、X線源71と被写体との距離SODを調整することができる(SOD軸調整という)。
テーブル74の上部板状体74aは、中部板状体74c上で、x方向とy方向とに並進移動が可能となるようにしてある。回転中心(θ軸)に対して、上部板状体74aをx方向、y方向に移動することにより、上部板状体74aに載置された被写体の撮像したい部分を回転中心に合わせることができる(θx軸/θy軸調整という)。
例えば、図8及び図9に示すように、キーボード22aやマウス22bの種々の操作によって、第一の透視X線画像54aには、関心領域Oを含むように、第一の目的撮像領域57aを示すことになる四角形(破線)が画像表示される。これにより、第一の透視X線画像54aを撮影したX線測定光学系73と被写体Mとの位置関係のときに、第一の目的撮像領域57aを通過した透視用X線の領域を算出する。そして、関心領域Oを透過した透視用X線を含む領域となる第一の目的撮像領域57a(透視用X線を検出する四角錐領域)を示す台形(破線で示す)が第二の透視X線画像54bに重畳して画像表示される。また、キーボード22aやマウス22bの種々の操作によって、第二の透視X線画像54bにも、関心領域Oを含むように、第二の目的撮像領域57bを示すことになる四角形(実線)が画像表示される。これにより、第二の透視X線画像54bを撮影したX線測定光学系73と被写体Mとの位置関係のときに、関心領域Oを通過した透視用X線を含む領域となる第二の目的撮像領域57bを通過した透視用X線の領域を算出する。このように、少なくとも2回、目的撮像領域57を指定することで、目的撮像領域57を3次元的に狭めることができ、その結果、テーブル74及びX線測定光学系73と目的撮像領域57との位置関係を用いて、第一の目的撮像領域57a(透視用X線を検出する四角錐領域)と第二の目的撮像領域57b(透視用X線を検出する四角錐領域)とが重なる領域である目的撮像領域57を含む最小の円柱形状がCT撮影されるように演算を行うことにより、駆動信号発生部32に自動化信号を出力する。よって、被写体Mを適切に自動移動させることで、被写体Mの目的領域Oの断層像を容易に得ることができるようにする。
なお、図8は、わかりやすく被写体MとX線測定光学系73との位置関係を説明するため、X線源71でなく被写体Mの方を固定して、X線源71及びX線検出器72が被写体Mを中心としてX線源71’及びX線検出器72’となるように回転するかのように記載している。
なお、ステップS201〜214の処理は、X線CT装置1のステップS101〜114の処理とほぼ同様であるので、その説明を省略する。
最後に、ステップS217の処理が終了した場合には、本フローチャートを終了させることになる。
よって、まず、関心領域Oが含まれる比較的大きな領域の被写体MをCT撮影する必要がなく、初回のCT撮影で被写体Mの関心領域Oよりやや大きい領域をCT撮影することができる。
図11は、本発明に係る他のX線CT装置の一部の構成を示すブロック図である。X線CT装置3では、上述したX線CT装置2と異なり、CPU21が処理する機能において、データ記憶制御部40を、後述するデータ記憶制御部60に変更している。
X線CT装置3においては、上述したX線CT装置2のように、予め、少なくとも2つの透視X線画像データを透視X線画像データ記憶領域41に記憶させ、その後、試し撮り透視X線画像54として少なくとも2つの透視X線画像を同時に表示させてから、目的撮像領域57を指定するのではなく、X線CT装置3では、目的撮像領域67が指定された透視X線画像を作製し、このときの現在の位置関係を示す透視X線画像を、試し撮り透視X線画像64の一つとして、透視X線画像データ記憶領域41に記憶させると同時に、指定された目的撮像領域67を目的撮像領域データ記憶領域44に記憶させる。つまり、モニタ画面23aには、二面以上の透視X線画像が同時に表示されることなく、常に一面のみの現在の位置関係を示す透視X線画像が表示されて実行されていくことになる。
なお、X線CT装置2と同様のものについては、同じ符号を付すとともに、その説明を省略する。
目的撮像領域データ記憶制御部61は、X線源71、X線検出器72及びテーブル74の現在の位置関係が対応付けられた透視X線画像を画像表示している状態で、透視X線画像の一部の領域が目的撮像領域67として、キーボード22aやマウス22bによる入力操作で指定されることにより、第一の目的撮像領域67aを示す目的撮像領域データを目的撮像領域データ記憶領域44に記憶させる制御を行うものである。
例えば、図12(a)に示すように、被写体Mの全領域の透視X線画像となるように、下部板状体74bが移動されて、X線検出器72及びテーブル74の現在の位置関係が対応付けられた透視X線画像を画像表示している状態で、キーボード22aやマウス22bによる入力操作により、関心領域Oを含むように、第一の目的撮像領域67aとして四角形(破線で示す)が画像表示されて、撮影信号が入力される。これにより、このときの透視X線画像を、透視X線画像表示記憶制御部31が、試し撮り透視X線画像64の一つである第一の透視X線画像64aとして記憶させると同時に、目的撮像領域データ記憶制御部61は、第一の透視X線画像64aを撮影したX線測定光学系73と被写体Mとの位置関係のときに、関心領域Oを通過した透視用X線を含む領域となる第一の目的撮像領域67aを通過した透視用X線の領域(透視用X線を検出する四角錐領域)も算出して記憶させる。
例えば、図12(b)に示すように、中部板状体74cを90°回転移動させて、X線検出器72及びテーブル74の現在の位置関係が対応付けられた透視X線画像(第二の透視X線画像64b)を画像表示している状態で、第一の目的撮像領域67a(透視用X線を検出する四角錐領域)を示す台形(破線で示す)を第二の透視X線画像64bに重畳して画像表示する。
なお、目的撮像領域データ記憶制御部61は、第二の透視X線画像64bを画像表示している状態で、キーボード22aやマウス22bによる入力操作により、関心領域Oを含むように、異なる方向からの第二の目的撮像領域として四角形を画像表示させてもよい。これにより、このときの透視X線画像を、透視X線画像表示記憶制御部31が、試し撮り透視X線画像64の一つである第二の透視X線画像64bとして記憶させると同時に、目的撮像領域データ記憶制御部61が、第二の透視X線画像64bを撮影したX線測定光学系73と被写体Mとの位置関係のときに、関心領域Oを通過した透視用X線を含む領域となる第二の目的撮像領域を通過した透視用X線の領域も算出して記憶させる。その後、X線検出器72及びテーブル74の現在の位置関係が対応付けられた透視X線画像は、第二の透視X線画像を記憶した後は、第三の透視X線画像となる。
まず、ステップS301の処理において、テーブル74上に被写体Mが載置される。
次に、ステップS302の処理において、透視X線画像表示記憶制御部31は、映像信号に基づいて、モニタ画面23aに透視X線画像の画像表示を行う(図16及び図17参照)。つまり、被写体MとX線測定光学系73との現在の位置関係を示す透視X線画像を画像表示する。
次に、ステップS304の処理において、キーボード22aやマウス22bによるテーブル74やX線検出器72の移動の入力操作によって、被写体Mの全領域のX線透過画像となるように、テーブル74やX線検出器72が移動されて、xt、yt、zt、θx、θy、xi、ziの調整(すなわち、SOD軸、θx軸/θy軸、SID軸等の調整)が行われる。例えば、操作者は、図12(a)に示すような被写体Mの全体像が写る透視X線画像となるように、テーブル74やX線検出器72を移動させる。
次に、被写体Mの全領域の透視X線画像となるように位置合わせがされた後、ステップS305の処理において、透視X線画像中の一部の領域が、キーボード22aやマウス22bによる入力操作によって、関心領域Oを含むように、第tの目的撮像領域67として指定される。例えば、操作者は、図12(a)に示すように、現在の位置関係を示す透視X線画像(第一の透視X線画像64a)に第一の目的撮像領域67aを示すことになる四角形(破線で示す)を画像表示させて、撮影信号を入力する。
次に、ステップS307の処理において、キーボード22aやマウス22bによる入力操作によって、透視X線画像データ及び目的撮像領域データをまだ記憶させるか否かを判定する。透視X線画像64及び目的撮像領域67を記憶させると判定した場合には、ステップS308の処理に進むことにより、t=t+1と記憶され、さらにステップS304の処理に戻る。つまり、透視X線画像データ及び目的撮像領域データをもう記憶させないと判定するときまで、ステップS304〜S307の処理は繰り返し実行される。なお、t=0のステップS306の処理以後、目的撮像領域データ記憶領域44に記憶された目的撮像領域データに基づいて、目的撮像領域更新表示部62は、X線源71、X線検出器72及びテーブル74の現在の位置関係が対応付けられた第二の透視X線画像64bに目的撮像領域67を重畳して画像表示し、テーブル74やX線検出器72の移動に連動して、画像表示する目的撮像領域67を更新していく。例えば、図12(b)に示すように、第二の透視X線画像64bに第一の目的撮像領域67a(透視用X線を検出する四角錐領域)を示す台形(破線で示す)を画像表示する。
最後に、ステップS311の処理が終了した場合には、本フローチャートを終了させることになる。
よって、まず、関心領域Oが含まれる比較的大きな領域の被写体MをCT撮影する必要がなく、初回のCT撮影で被写体Mの関心領域Oよりやや大きい領域をCT撮影することができる。
図14は、本発明に係る他のX線CT装置の一部の構成を示すブロック図である。X線CT装置では、上述したX線CT装置3と異なり、指定された目的撮像領域がCT撮影されるように演算を行うことにより、後述する目的撮像領域移動部39がテーブル74やX線検出器72を適切に自動移動させる。なお、X線CT装置3と同様のものについては、同じ符号を付したりして、その説明を省略する。
第一目的撮像領域データ記憶制御部71は、X線源71、X線検出器72及びテーブル74の現在の位置関係が対応付けられた透視X線画像を画像表示している状態で、透視X線画像の一部の領域が第一の目的撮像領域として、関心領域を含むように、キーボード22aやマウス22bによる入力操作で指定され、撮影信号が入力されることにより、第一の目的撮像領域データとして目的撮像領域データを目的撮像領域データ記憶領域44に記憶させる制御を行うものである。
まず、ステップS401の処理において、テーブル74上に被写体が載置される。
次に、ステップS402の処理において、透視X線画像表示記憶制御部31は、映像信号に基づいて、モニタ画面23aに透視X線画像の画像表示を行う(図16及び図17参照)。つまり、被写体とX線測定光学系73との現在の位置関係を示す透視X線画像を画像表示する。
次に、ステップS404の処理において、キーボード22aやマウス22bによるテーブル74やX線検出器72の移動の入力操作によって、被写体の全領域の透視X線画像となるように、テーブル74やX線検出器72が移動されて、xt、yt、zt、θx、θy、xi、ziの調整(すなわち、SOD軸、θx軸/θy軸、SID軸等の調整)が行われる。
次に、被写体の全領域の透視X線画像となるように位置合わせがされた後、ステップS405の処理において、透視X線画像中の一部の領域が、キーボード22aやマウス22bによる入力操作によって、関心領域を含むように、第tの目的撮像領域として指定され、撮影信号が入力される。
ステップS407の処理において、キーボード22aやマウス22bによる入力操作によって、透視X線画像データ及び目的撮像領域データをまだ記憶させるか否かを判定する。透視X線画像データ及び目的撮像領域データを記憶させると判定した場合には、ステップS408の処理に進むことにより、t=t+1と記憶され、さらにステップS404の処理に戻る。つまり、透視X線画像データ及び目的撮像領域データをもう記憶させないと判定するときまで、ステップS404〜S407の処理は繰り返し実行される。なお、本発明では、ステップS409の処理に進むためには、少なくとも二面の透視X線画像が必要なため、t≧1であることが必須である。
最後に、ステップS411の処理が終了した場合には、本フローチャートを終了させることになる。
よって、まず、関心領域が含まれる比較的大きな領域の被写体をCT撮影する必要がなく、初回のCT撮影で被写体の関心領域よりやや大きい領域をCT撮影することができる。
図18a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18bは、図18aに示すCの範囲の詳細図である。X線CT装置5は、X線源171とX線検出器172とを一体的に有するX線測定光学系173と、被写体を載置するテーブル174と、テーブル駆動機構176と、X線測定光学系駆動機構175と、X線CT装置全体の制御を行う制御系(コンピュータ)180とにより構成される。
X線CT装置5では、上述したX線CT装置1と異なり、指定された目的撮像領域157がCT撮影されるように演算を行うことにより、後述する目的撮像領域移動部139がテーブル174やX線測定光学系173を適切に自動移動させる。
また、X線CT装置1では、X線測定光学系173の傾動機能を備えていなかったが、本発明はX線測定光学系173が傾動する場合も適用できるので、X線CT装置5では傾動機能を備えた構造で説明する。
なお、X線CT装置1と同様のものについては、同じ符号を付して、その説明を省略する。
そして、X線源171とX線検出器172とは、X線源171とX線検出器172との間でx方向と垂直となる回転軸(ψ軸)177を中心としてxz平面内で傾動移動が可能となるように、Cアーム178で連結されている。これにより、X線測定光学系173をψ軸で回転移動させることで、被写体に対して、X線源171が透視用X線を照射する方向を調整することができるようになっている(ψ軸調整という)。
さらに、X線源171とX線検出器172との間の距離を変化させるように、X線源171とX線検出器172とは、Cアーム178に沿って並進移動が可能となるように形成されている(ψs/ψi調整という)。すなわち、X線源171とX線検出器172との距離SIDを調整することができるようになっている(SID軸調整という)。
下部板状体174bは、x方向、y方向、z方向への並進移動が可能となるようにしてある。テーブル174の下部板状体174bをx方向やz方向に移動させることで、X線源171と被写体との距離SODを調整することができるようになっている(SOD軸調整という)。
テーブル174の上部板状体174aは、中部板状体174c上で、x方向とy方向とに並進移動が可能となるようにしてある。回転中心(θ軸)に対して、上部板状体174aをx方向、y方向に移動することにより、上部板状体74aに載置された被写体の撮像したい部分を回転中心に合わせることができるようになっている(θx軸/θy軸調整という)。
例えば、図19に示すように、まず、被写体Mの全領域の透視X線画像となるように、下部部材174bを移動させて、被写体Mの1回目の透視X線画像の撮影を実行し、さらに中部板状体174cをθ軸で30°回転移動させてからX線測定光学系173をψ軸で60°回転移動させて、被写体Mの2回目の透視X線画像の撮影を実行する。なお、図19は、わかりやすく被写体MとX線測定光学系173との位置関係を説明するため、被写体Mを固定して、X線源171及びX線検出器172がX線源171’及びX線検出器172’となるように移動するかのように記載している。
例えば、図20に示すように、キーボード22aやマウス22bの種々の操作によって、第一の透視X線画像154aには、関心領域Oを含むように、第一の目的撮像領域157aを示すことになる四角形(破線)が画像表示される。これにより、第一の透視X線画像154aを撮影したX線測定光学系173と被写体Mとの位置関係のときに、第一の目的撮像領域157aを通過した透視用X線の領域を算出する。そして、関心領域Oを透過した透視用X線を含む領域となる第一の目的撮像領域157a(透視用X線を検出する四角錐領域)を示す台形(破線で示す)が第二の透視X線画像154bに重畳して画像表示される。
また、キーボード22aやマウス22bの種々の操作によって、第二の透視X線画像154bにも、関心領域Oを含むように、第二の目的撮像領域157bを示すことになる四角形(実線)が画像表示される。これにより、第二の透視X線画像154bを撮影したX線測定光学系173と被写体Mとの位置関係のときに、関心領域Oを通過した透視用X線を含む領域となる第二の目的撮像領域157bを通過した透視用X線の領域を算出する。このように、少なくとも2回、目的撮像領域157を指定することで、目的撮像領域157を3次元的に狭めることができ、その結果、テーブル174及びX線測定光学系173と目的撮像領域157との位置関係を用いて、X線源171が透視用X線を照射する方向が、テーブル174が回転する回転軸(θ軸)と垂直となり、かつ、第一の目的撮像領域157a(透視用X線を検出する四角錐領域)と第二の目的撮像領域157b(透視用X線を検出する四角錐領域)とが重なる領域である目的撮像領域157を含む最小の円柱形状がCT撮影されるように演算を行うことにより、駆動信号発生部132に自動化信号を出力する。よって、テーブル174やX線測定光学系173を適切に自動移動させることで、被写体Mの目的領域Oの断層像を容易に得ることができる。
なお、ステップS501〜503の処理は、X線CT装置1のステップS101〜103の処理とほぼ同様であるので、その説明を省略する。
次に、被写体Mの全領域の透視X線画像となるように位置合わせがされた後、ステップS505の処理において、キーボード22aやマウス22bにより撮影信号が入力されることによって、透視X線画像表示記憶制御部31は、第tの透視X線像を撮影する。
次に、ステップS506の処理において、透視X線画像表示記憶制御部31は、第tの透視X線画像データを透視X線画像データ記憶領域41に記憶させる。
一方、透視X線画像データを記憶させないと判定した場合には、ステップS509の処理において、試し撮り透視X線画像表示部37は、透視X線画像データ記憶領域41に記憶された透視X線画像データを用いて、モニタ画面23aに試し撮り透視X線画像154の画像表示を行う。例えば、図20に示すように、第一の透視X線画像154aと第二の透視X線画像154bとの画像表示を行う。
次に、ステップS511の処理において、試し撮り透視X線画像154の一面(第一の透視X線画像154a又は第二の透視X線画像154b)中の一部の領域が、キーボード22aやマウス22bによる入力操作によって、目的撮像領域157として指定される。例えば、操作者は、図20に示すように、第一の透視X線画像154aに第一の目的撮像領域157aを示すことになる四角形(破線で示す)を画像表示させる。
最後に、ステップS517の処理が終了した場合には、本フローチャートを終了させる。
よって、まず、関心領域Oが含まれる比較的大きな領域の被写体MをCT撮影する必要がなく、初回のCT撮影で被写体Mの関心領域Oよりやや大きい領域をCT撮影することができる。
(1)上述したX線検査装置2〜4において、X線源71は固定されている構成としたが、X線検出器72とX線源71とがCアーム等により一体的に形成され、yz平面内でX線検出器72とX線源71とは、ある一点を中心として傾動移動を可能とするような構成としてもよい。
(2)上述したX線検査装置2において、透視X線画像表示記憶制御部31は、まず、被写体Mの1回目の透視X線画像の撮影を実行し、次にX線検出器72を移動させて、被写体Mの2回目の透視X線画像の撮影を実行するような例を示したが、まず、被写体Mの1回目の透視X線画像の撮影を実行し、次にX線検出器72を移動させたり、中部板状体74cを回転移動させたりして、被写体Mの2回目の透視X線画像の撮影を実行するようにしてもよい。
11、71、171: X線源
12、72、172: X線検出器
13、73、173: X線測定光学系
14、74、174: テーブル
16、76、176: テーブル駆動機構
20、80、180: 制御系(コンピュータ)
21: CPU
22: 入力装置
23: 表示装置
24、54、64、154: 試し撮り透視X線画像
25: メモリ(記憶部)
27、57、67、157: 目的撮像領域
30、40、60、70、140:データ記憶制御部
31: 透視X線画像表示記憶制御部
34: CT撮影実行部
35: 再構成演算部
37: 試し撮り透視X線画像表示部
38: 目的撮像領域表示部
39、139: 目的撮像領域移動部
Claims (5)
- 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並進移動及び回転移動が可能なテーブルと、
駆動信号に基づいてテーブルを回転移動及び並進移動させるテーブル駆動機構と、
前記駆動信号及び撮影信号を作成するために入力操作され、かつ、被写体の関心領域を含む目的撮像領域を指定するために入力操作される入力装置と、
前記被写体の透視X線画像の画像表示が行われる表示装置と、
前記被写体の透視X線像を撮影することにより、前記表示装置にX線源、X線検出器及びテーブルの現在の位置関係が対応付けられた透視X線画像の画像表示を行うとともに、前記撮影信号が入力されることにより、X線源、X線検出器及びテーブルの位置関係が対応付けられた透視X線画像を示す透視X線画像データを記憶部に記憶させる透視X線画像表示記憶制御部と、
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、前記X線源、X線検出器及びテーブルの位置関係が対応付けられた複数の透視X線画像データを記憶部に記憶させるCT撮影を実行するCT撮影実行部と、
前記CT撮影により記憶された複数の透視X線画像データを用いて、被写体の断層画像を再構成する再構成演算部とを備えるX線CT装置であって、
前記CT撮影前に、前記透視X線画像表示記憶制御部により記憶された少なくとも2つの透視X線画像データを用いて、前記被写体の第一の透視X線画像と当該第一の透視X線画像と異なる方向の第二の透視X線画像とを含む少なくとも二面の透視X線画像である試し撮り透視X線画像の画像表示が行われ、当該第一の透視X線画像の一部の領域が第一の目的撮像領域として入力装置で二次元的に指定されたときに、当該第一の目的撮像領域に対応する三次元領域を表す目的撮像領域データを記憶部に記憶させて、当該試し撮り透視X線画像の他の透視X線画像に対応付けるデータ記憶制御部を備え、
前記データ記憶制御部は、前記X線源、X線検出器及びテーブルの現在の位置関係が対応付けられた透視X線画像の一部の領域が第一の目的撮像領域として入力装置で指定されることにより、前記透視X線画像表示記憶制御部が第一の透視X線画像を示す透視X線画像データを記憶部に記憶させると同時に、第一の目的撮像領域を示す目的撮像領域データを記憶部に記憶させる目的撮像領域データ記憶制御部と、
前記X線源、X線検出器及びテーブルの現在の位置関係が対応付けられた透視X線画像に重畳して第一の目的撮像領域を画像表示し、かつ、前記X線源、X線検出器又はテーブルの移動に連動して画像表示する透視X線画像中の第一の目的撮像領域を更新していく目的撮像領域更新表示部とを備えることを特徴とするX線CT装置。 - 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並進移動及び回転移動が可能なテーブルと、
駆動信号に基づいてテーブルを回転移動及び並進移動させるテーブル駆動機構と、
前記駆動信号及び撮影信号を作成するために入力操作され、かつ、被写体の関心領域を含む目的撮像領域を指定するために入力操作される入力装置と、
前記被写体の透視X線画像の画像表示が行われる表示装置と、
前記被写体の透視X線像を撮影することにより、前記表示装置にX線源、X線検出器及びテーブルの現在の位置関係が対応付けられた透視X線画像の画像表示を行うとともに、前記撮影信号が入力されることにより、X線源、X線検出器及びテーブルの位置関係が対応付けられた透視X線画像を示す透視X線画像データを記憶部に記憶させる透視X線画像表示記憶制御部と、
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、前記X線源、X線検出器及びテーブルの位置関係が対応付けられた複数の透視X線画像データを記憶部に記憶させるCT撮影を実行するCT撮影実行部と、
前記CT撮影により記憶された複数の透視X線画像データを用いて、被写体の断層画像を再構成する再構成演算部とを備えるX線CT装置であって、
前記CT撮影前に、前記透視X線画像表示記憶制御部により記憶された少なくとも2つの透視X線画像データを用いて、前記被写体の第一の透視X線画像と当該第一の透視X線画像と異なる方向の第二の透視X線画像とを含む少なくとも二面の透視X線画像である試し撮り透視X線画像の画像表示が行われ、当該第一の透視X線画像の一部の領域が第一の目的撮像領域として入力装置で二次元的に指定されたときに、当該第一の目的撮像領域に対応する三次元領域を表す目的撮像領域データを記憶部に記憶させて、当該試し撮り透視X線画像の他の透視X線画像に対応付けるデータ記憶制御部を備え、
前記データ記憶制御部は、前記X線源、X線検出器及びテーブルの現在の位置関係が対応付けられた透視X線画像の一部の領域が第一の目的撮像領域として入力装置で指定されることにより、前記透視X線画像表示記憶制御部が第一の透視X線画像を示す透視X線画像データを記憶部に記憶させると同時に、第一の目的撮像領域を示す目的撮像領域データを記憶部に記憶させる第一目的撮像領域データ記憶制御部と、
前記第一の透視X線画像と異なる方向から撮影され、前記X線源、X線検出器及びテーブルの現在の位置関係が対応付けられた透視X線画像の一部の領域が第二の目的撮像領域として入力装置で二次元的に指定されたときに、前記透視X線画像表示記憶制御部が第二の透視X線画像を示す透視X線画像データを記憶部に記憶させると同時に、第二の目的撮像領域に対応する三次元領域を表す目的撮像領域データを記憶部に記憶させる第二目的撮像領域データ記憶制御部とを少なくとも備え、
さらに、前記記憶部に記憶された少なくとも2つの透視X線画像データ及び少なくとも2つの目的撮像領域データに基づいて、前記第一の目的撮像領域と第二の目的撮像領域との共通の領域がCT撮影されるように、前記X線源、X線検出器及び/又はテーブルを自動により並進移動させる駆動信号を出力する目的撮像領域移動部とを備えることを特徴とするX線CT装置。 - 被写体の透視X線像を撮影するX線検出器と当該X線検出器の検出面中央に向けて透視用X線を照射するようにX線源とを一体的に有するとともに、X線検出器とX線源とを結んだ線と垂直となる回転軸で回転移動が可能であり、かつ、X線源とX線検出器との間の距離を変化させることができるX線測定光学系と、
駆動信号に基づいて、X線測定光学系を回転移動させるとともに、X線源とX線検出器との間の距離を変化させるX線測定光学系駆動機構と、
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並進移動及び回転移動が可能なテーブルと、
駆動信号に基づいてテーブルを回転移動及び並進移動させるテーブル駆動機構と、前記駆動信号及び撮影信号を作成するために入力操作され、かつ、被写体の関心領域を含む目的撮像領域を指定するために入力操作される入力装置と、
前記被写体の透視X線画像の画像表示が行われる表示装置と、
前記被写体の透視X線像を撮影することにより、前記表示装置にX線源、X線検出器及びテーブルの現在の位置関係が対応付けられた透視X線画像の画像表示を行うとともに、前記撮影信号が入力されることにより、X線源、X線検出器及びテーブルの位置関係が対応付けられた透視X線画像を示す透視X線画像データを記憶部に記憶させる透視X線画像表示記憶制御部と、
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、前記X線源、X線検出器及びテーブルの位置関係が対応付けられた複数の透視X線画像データを記憶部に記憶させるCT撮影を実行するCT撮影実行部と、
前記CT撮影により記憶された複数の透視X線画像データを用いて、被写体の断層画像を再構成する再構成演算部とを備えるX線CT装置であって、
前記CT撮影前に、前記透視X線画像表示記憶制御部により記憶された少なくとも2つの透視X線画像データを用いて、前記被写体の第一の透視X線画像と当該第一の透視X線画像と異なる方向の第二の透視X線画像とを含む少なくとも二面の透視X線画像である試し撮り透視X線画像の画像表示が行われ、当該第一の透視X線画像の一部の領域が第一の目的撮像領域として入力装置で二次元的に指定されたときに、当該第一の目的撮像領域に対応する三次元領域を表す目的撮像領域データを記憶部に記憶させて、当該試し撮り透視X線画像の他の透視X線画像に対応付けるデータ記憶制御部を備え、
前記データ記憶制御部は、前記X線源、X線検出器及びテーブルの現在の位置関係が対応付けられた透視X線画像の一部の領域が第一の目的撮像領域として入力装置で指定されることにより、前記透視X線画像表示記憶制御部が第一の透視X線画像を示す透視X線画像データを記憶部に記憶させると同時に、第一の目的撮像領域を示す目的撮像領域データを記憶部に記憶させる目的撮像領域データ記憶制御部と、
前記X線源、X線検出器及びテーブルの現在の位置関係が対応付けられた透視X線画像に重畳して第一の目的撮像領域を画像表示し、かつ、前記X線源、X線検出器又はテーブルの移動に連動して画像表示する透視X線画像中の第一の目的撮像領域を更新していく目的撮像領域更新表示部とを備えることを特徴とするX線CT装置。 - 被写体の透視X線像を撮影するX線検出器と当該X線検出器の検出面中央に向けて透視用X線を照射するようにX線源とを一体的に有するとともに、X線検出器とX線源とを結んだ線と垂直となる回転軸で回転移動が可能であり、かつ、X線源とX線検出器との間の距離を変化させることができるX線測定光学系と、
駆動信号に基づいて、X線測定光学系を回転移動させるとともに、X線源とX線検出器との間の距離を変化させるX線測定光学系駆動機構と、
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並進移動及び回転移動が可能なテーブルと、
駆動信号に基づいてテーブルを回転移動及び並進移動させるテーブル駆動機構と、前記駆動信号及び撮影信号を作成するために入力操作され、かつ、被写体の関心領域を含む目的撮像領域を指定するために入力操作される入力装置と、
前記被写体の透視X線画像の画像表示が行われる表示装置と、
前記被写体の透視X線像を撮影することにより、前記表示装置にX線源、X線検出器及びテーブルの現在の位置関係が対応付けられた透視X線画像の画像表示を行うとともに、前記撮影信号が入力されることにより、X線源、X線検出器及びテーブルの位置関係が対応付けられた透視X線画像を示す透視X線画像データを記憶部に記憶させる透視X線画像表示記憶制御部と、
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、前記X線源、X線検出器及びテーブルの位置関係が対応付けられた複数の透視X線画像データを記憶部に記憶させるCT撮影を実行するCT撮影実行部と、
前記CT撮影により記憶された複数の透視X線画像データを用いて、被写体の断層画像を再構成する再構成演算部とを備えるX線CT装置であって、
前記CT撮影前に、前記透視X線画像表示記憶制御部により記憶された少なくとも2つの透視X線画像データを用いて、前記被写体の第一の透視X線画像と当該第一の透視X線画像と異なる方向の第二の透視X線画像とを含む少なくとも二面の透視X線画像である試し撮り透視X線画像の画像表示が行われ、当該第一の透視X線画像の一部の領域が第一の目的撮像領域として入力装置で二次元的に指定されたときに、当該第一の目的撮像領域に対応する三次元領域を表す目的撮像領域データを記憶部に記憶させて、当該試し撮り透視X線画像の他の透視X線画像に対応付けるデータ記憶制御部を備え、
前記データ記憶制御部は、前記X線源、X線検出器及びテーブルの現在の位置関係が対応付けられた透視X線画像の一部の領域が第一の目的撮像領域として入力装置で指定されることにより、前記透視X線画像表示記憶制御部が第一の透視X線画像を示す透視X線画像データを記憶部に記憶させると同時に、第一の目的撮像領域を示す目的撮像領域データを記憶部に記憶させる第一目的撮像領域データ記憶制御部と、
前記第一の透視X線画像と異なる方向から撮影され、前記X線源、X線検出器及びテーブルの現在の位置関係が対応付けられた透視X線画像の一部の領域が第二の目的撮像領域として入力装置で二次元的に指定されたときに、前記透視X線画像表示記憶制御部が第二の透視X線画像を示す透視X線画像データを記憶部に記憶させると同時に、第二の目的撮像領域に対応する三次元領域を表す目的撮像領域データを記憶部に記憶させる第二目的撮像領域データ記憶制御部とを少なくとも備え、
前記記憶部に記憶された少なくとも2つの透視X線画像データ及び少なくとも2つの目的撮像領域データに基づいて、前記第一の目的撮像領域と第二の目的撮像領域との共通の領域がCT撮影されるように、前記X線測定光学系を自動により回転移動させたり、前記X線源、X線検出器及び/又はテーブルを自動により並進移動させたりする駆動信号を出力する目的撮像領域移動部とを備えることを特徴とするX線CT装置。 - 前記目的撮像領域移動部は、前記X線源が透視用X線を照射する方向が、前記テーブルが回転する回転軸と垂直となるように、前記X線測定光学系を自動により回転移動させた上で、前記第一の目的撮像領域と第二の目的撮像領域との共通の領域がCT撮影されるように、前記X線源、X線検出器及び/又はテーブルを自動により並進移動させることを特徴とする請求項4に記載のX線CT装置。
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