JP5310347B2 - Tomography equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tomographic apparatus, enlarging the size of a visual field almost without alteration of hardware. <P>SOLUTION: This tomographic apparatus includes a motor 16 for rotating an FPD (flat panel type X-ray detector) 3 around the axis of a radiation shaft connecting an X-ray tube 2 and the center of a flat panel type X-ray detector (FPD) 3; and a function of controlling to perform rotary scanning in the state of rotating the FPD 3 around the axis of the irradiation shaft using a motor 16, thereby generating an area where the size of a visual field is enlarged by rotation of the irradiation shaft around the axis so that the size of a visual field can be enlarged almost without alteration of hardware. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は、医療分野や工業分野などに用いられる断層撮影装置に関する。   The present invention relates to a tomographic apparatus used in the medical field, industrial field, and the like.

断層撮影装置としてX線断層撮影装置を例に採って説明する。X線断層撮影装置では、照射源であるX線管から照射されるX線が被検体を透過して減衰したのを矩形のフラットパネル型X線検出器(以下、適宜「FPD」と略記する)が検出する。FPDで検出されて得られた投影データ(投影像)を、被検体に対して様々な角度について収集すべく、被検体の体軸の軸心周りにX線管およびFPDを回転、あるいは被検体を体軸の軸心周りに回転させながら走査する回転走査を行う。このような回転走査で得られた投影データ(投影像)に基づいて再構成を行って断層像を取得する。この際、いずれの角度においても、X線管から照射された照射X線が被検体全体を覆っていることが、断層像を再構成することができる必要条件となっている。   An X-ray tomography apparatus will be described as an example of the tomography apparatus. In the X-ray tomography apparatus, the attenuation of X-rays irradiated from an X-ray tube as an irradiation source through a subject is abbreviated as a rectangular flat panel X-ray detector (hereinafter appropriately referred to as “FPD”). ) Is detected. In order to collect projection data (projected images) obtained by the FPD at various angles with respect to the subject, the X-ray tube and the FPD are rotated around the body axis of the subject, or the subject. Rotation scanning is performed while scanning the lens around the axis of the body axis. Reconstruction is performed based on projection data (projected image) obtained by such rotational scanning, and a tomographic image is acquired. At this time, it is a necessary condition that the tomographic image can be reconstructed at any angle by the irradiation X-rays irradiated from the X-ray tube covering the entire subject.

しかし、FPDのサイズは有限であるので、サイズの大きな被検体を撮影する場合には、被検体がFPDに投影された影が、FPDの視野外に「はみ出す」場合があり、特に、回転走査の回転軸(この場合には被検体の体軸)に平行な検出器の辺に対するはみ出しは、断層像のフラットネス(画像の濃淡の平坦性)低下に深刻な影響を及ぼす。   However, since the size of the FPD is finite, when a large subject is imaged, the shadow projected on the FPD may “out” the FPD field of view. The protrusion to the side of the detector parallel to the rotation axis (in this case, the body axis of the subject) seriously affects the flatness of the tomographic image.

この視野外はみ出し(truncation)に対して、再構成アルゴリズムの工夫により数学的に解決しようとする問題は「ROI(Region Of Interest)再構成」と呼ばれている。また、はみ出した部分を投影データ(投影像)上で推定して復元することで、その影響を軽減するという補正方法も各種提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。   In contrast to this out-of-view truncation, a problem to be solved mathematically by devising a reconstruction algorithm is called “ROI (Region Of Interest) reconstruction”. In addition, various correction methods have been proposed in which the protruding portion is estimated and restored on projection data (projection image) to reduce the influence (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

一方、ハードウェア(H/W)的な対策としては、オフセット方式スキャン(例えば、特許文献3参照)、検出器サイズを拡張する(例えば、特許文献4参照)、複数のX線管を備えて照射範囲を拡大する(例えば、特許文献5参照)、検出器を回転方向に走査させ視野を拡大する(例えば、特許文献6参照)などが提案されている。   On the other hand, as hardware (H / W) countermeasures, an offset scan (see, for example, Patent Document 3), a detector size (for example, see Patent Document 4), and a plurality of X-ray tubes are provided. It has been proposed to enlarge the irradiation range (for example, see Patent Document 5), scan the detector in the rotation direction, and enlarge the field of view (for example, see Patent Document 6).

米国特許第6810102号明細書US Pat. No. 6,810,102 特開2004−065706号公報JP 2004-0665706 A 特許第3540916号公報Japanese Patent No. 3540916 特開2002−233522号公報JP 2002-233522 A 特開平09−234192号公報JP 09-234192 A 特開平11−253435号公報JP-A-11-253435

しかしながら、上述のROI再構成手法は、まだ研究途上であり、ノイズに対する安定性や再構成処理時間など実用化に対する課題も残っている。また、投影像に対する補正処理は、はみ出し量が大きい場合には、推定精度が下がるという問題がある。   However, the above-described ROI reconstruction method is still under study, and there are still problems in practical use such as stability against noise and reconstruction processing time. Further, the correction processing for the projected image has a problem that the estimation accuracy is lowered when the amount of protrusion is large.

ハードウェア的な対策については、上述のオフセット方式スキャン(走査)では360°回転での収集が必須であり、180°回転のスキャン(走査)(「ハーフスキャン」、「ショートスキャン」とも呼ばれている)には適用できないという制約がある。また、上述の検出器サイズの拡張、複数のX線管による照射範囲の拡大、検出器の回転面内走査による視野拡大は、大掛かりなハードウェア変更が必要となる。   With regard to hardware measures, the above-described offset method scanning (scanning) requires collection at 360 ° rotation, and scanning at 180 ° rotation (scanning) (also called “half scan” or “short scan”). There is a restriction that it cannot be applied. Further, the expansion of the above-described detector size, the expansion of the irradiation range by a plurality of X-ray tubes, and the expansion of the field of view by scanning the rotation plane of the detector require major hardware changes.

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ハードウェアをほとんど変更せずに視野サイズを拡大することができる断層撮影装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a tomographic apparatus capable of enlarging the visual field size with almost no hardware change.

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、この発明に係る断層撮影装置は、断層撮影を行う断層撮影装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、被検体を透過した放射線を検出する矩形の放射線検出手段と、前記放射線照射手段および前記放射線検出手段と、前記被検体とを相対的に回転させながら走査する回転走査を行う回転走査手段と、その回転走査手段での回転走査で得られたデータに基づいて再構成を行って断層像を取得する再構成手段とを備えるとともに、前記放射線検出手段の対角線の長さである最大視野幅まで拡大するように、前記放射線照射手段と前記放射線検出手段の中心とを結んだ軸である照射軸の軸心周りに前記放射線検出手段を回転させる検出回転手段と、前記照射軸の軸心周りに前記検出回転手段で前記放射線検出手段を回転させた状態で前記回転走査を行うように制御する制御手段とを備え
さらに、前記放射線照射手段から前記放射線検出手段への放射線の照視野からはみ出した視野外を、前記回転走査手段での回転走査で得られたデータに基づいて補正する第1視野外はみ出し補正手段を備えることを特徴とするものである。
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the tomography apparatus according to the present invention is a tomography apparatus that performs tomography, a radiation irradiating unit that irradiates radiation, a rectangular radiation detecting unit that detects radiation transmitted through a subject, and the radiation irradiation. Reconfiguration based on the data obtained by the rotational scanning in the rotational scanning means, the rotational scanning means for performing the rotational scanning while scanning the relative rotation of the subject and the radiation detection means, and the subject. Reconstructing means for acquiring a tomographic image, and an axis connecting the radiation irradiating means and the center of the radiation detecting means so as to expand to a maximum visual field width which is a diagonal length of the radiation detecting means A detection rotation means for rotating the radiation detection means around the axis of the irradiation axis, and a state in which the radiation detection means is rotated by the detection rotation means around the axis of the irradiation axis. In a control means for controlling to perform said rotational scanning,
Furthermore, a first out-of-field projection correcting unit that corrects the out-of-field that protrudes from the irradiation field of radiation from the radiation irradiating unit to the radiation detecting unit based on data obtained by the rotational scanning in the rotational scanning unit. it is characterized in further comprising.

[作用・効果]この発明に係る断層撮影装置によれば、放射線照射手段から照射されて被検体を透過した放射線を矩形の放射線検出手段が検出する走査を、放射線照射手段および放射線検出手段と、被検体とを相対的に回転走査手段は回転させながら行う(回転走査)。その回転走査手段での回転走査で得られたデータに基づいて再構成手段は再構成を行って断層像を取得することで断層撮影を行う。断層撮影装置は、放射線検出手段の対角線の長さである最大視野幅まで拡大するように、放射線照射手段と放射線検出手段の中心とを結んだ軸である照射軸の軸心周りに放射線検出手段を回転させる検出回転手段を備えている。さらに、断層撮影装置は、照射軸の軸心周りに検出回転手段で放射線検出手段を回転させた状態で回転走査を行うように制御する制御手段を備えることで、照射軸の軸心周りの回転によって視野サイズが拡大する領域ができる。なお、断層撮影装置によっては、撮影方向を被検体の体軸に合わせるべく、従来から照射軸の軸心周りに放射線検出手段を回転させる検出回転手段を備えている場合があり、その場合には従来の検出回転手段に加えて制御手段のみを備えることで、視野サイズを拡大することができる。また、照射軸の軸心周りに放射線検出手段を回転させる検出回転手段を備えていない場合であっても、かかる検出回転手段および制御手段のみを備えることで、視野サイズを拡大することができる。以上よりハードウェアをほとんど変更せずに視野サイズを拡大することができる。 [Operation / Effect] According to the tomography apparatus according to the present invention, the radiation detecting means and the radiation detecting means perform scanning in which the rectangular radiation detecting means detects the radiation irradiated from the radiation irradiating means and transmitted through the subject. The rotation scanning means rotates relative to the subject while rotating (rotational scanning). The reconstruction means performs tomography by performing reconstruction and acquiring a tomographic image based on the data obtained by the rotational scanning by the rotational scanning means. The tomography apparatus has a radiation detecting means around the axis of the irradiation axis, which is an axis connecting the radiation irradiating means and the center of the radiation detecting means so as to expand to the maximum visual field width which is the diagonal length of the radiation detecting means. Detection rotation means for rotating the. Further, the tomography apparatus includes a control unit that performs control so that rotation scanning is performed in a state where the radiation detection unit is rotated by the detection rotation unit around the axis of the irradiation axis, so that the rotation about the axis of the irradiation axis is performed. This creates an area where the visual field size is enlarged. Depending on the tomographic apparatus, there may be a detection rotation means that rotates the radiation detection means around the axis of the irradiation axis in order to align the imaging direction with the body axis of the subject. By providing only the control means in addition to the conventional detection rotation means, the visual field size can be enlarged. Further, even when the detection rotation means for rotating the radiation detection means around the axis of the irradiation axis is not provided, the visual field size can be enlarged by providing only the detection rotation means and the control means. As described above, the visual field size can be expanded without changing hardware.

さらに、放射線照射手段から放射線検出手段への放射線の照視野からはみ出した視野外を、上述の回転走査手段での回転走査で得られたデータに基づいて補正する第1視野外はみ出し補正手段を備えている。上述したように照射軸の軸心周りの回転によって視野サイズが拡大する領域ができるが、その領域(例えば中央スライス面)から離れるにしたがい視野が狭くなる。そこで、上述の回転走査手段での回転走査で得られたデータに基づいて、第1視野外はみ出し補正手段が照視野からはみ出した視野外を補正することで、より精度の高いはみ出し部分を推定することが可能となる。 Furthermore, a first out-of-field projection correcting unit is provided that corrects the out-of-field that protrudes from the irradiation field of radiation from the radiation irradiating unit to the radiation detection unit based on the data obtained by the rotational scanning by the above-described rotational scanning unit. It is . As described above, a region in which the visual field size is enlarged is formed by rotation around the axis of the irradiation axis. However, the visual field becomes narrower as the distance from the region (for example, the central slice surface) increases. Therefore, based on the data obtained by the rotational scanning by the above-described rotational scanning means, the first visual field protrusion correcting means corrects the out of visual field that protrudes from the irradiation visual field, thereby estimating a protruding part with higher accuracy. It becomes possible.

また、上述のこの発明の好ましい一例は、回転走査手段での回転走査の回転軸に沿って平行に、放射線照射手段および放射線検出手段と、被検体とを相対的に直線移動させながら走査する直線走査を行う直線走査手段を備えることである。回転走査の他に直線走査も行うことで、回転軸に沿って平行な方向に関する断層像も得ることができる。 Also, a preferred example of the present invention described above is a straight line that performs scanning while relatively moving the radiation irradiating means, the radiation detecting means, and the subject in parallel along the rotational axis of the rotational scanning by the rotational scanning means. It is provided with the linear scanning means which scans. By performing linear scanning in addition to rotational scanning, a tomographic image in a direction parallel to the rotational axis can be obtained.

さらに、直線走査手段を備えた発明においても、放射線照射手段から放射線検出手段への放射線の照視野からはみ出した視野外を、直線走査手段での直線走査で得られたデータに基づいて補正する第2視野外はみ出し補正手段を備えるのが好ましい。照射軸の軸心周りに放射線検出手段を回転させた状態で、特定の角度あるいは複数の角度から(照射された放射線)の被検体のデータ(投影像、いわゆるスカウト像)を直線走査で得ることで、被検体の存在範囲(すなわち被検体の輪郭位置)などのように被検体の大きさに関する情報を得ることができ、この情報を従来の推定情報としてはみ出し補正に利用することで、より精度の高いはみ出し部分を推定することが可能となる。 Further, in the invention including the linear scanning unit, the outside of the field of view that protrudes from the irradiation field of radiation from the radiation irradiation unit to the radiation detection unit is corrected based on the data obtained by the linear scanning by the linear scanning unit . Two out-of-view protrusion correction means are preferably provided. Obtaining data (projected image, so-called scout image) of a subject from a specific angle or a plurality of angles (irradiated radiation) by linear scanning while the radiation detection means is rotated around the axis of the irradiation axis Thus, it is possible to obtain information related to the size of the subject such as the subject's existing range (that is, the contour position of the subject), and this information can be used for overshoot correction as conventional estimation information. It is possible to estimate a protruding portion having a high height.

この発明に係る断層撮影装置によれば、放射線検出手段の対角線の長さである最大視野幅まで拡大するように、放射線照射手段と放射線検出手段の中心とを結んだ軸である照射軸の軸心周りに放射線検出手段を回転させる検出回転手段と、照射軸の軸心周りに検出回転手段で放射線検出手段を回転させた状態で回転走査を行うように制御する制御手段とを備えることで、照射軸の軸心周りの回転によって視野サイズが拡大する領域ができ、ハードウェアをほとんど変更せずに視野サイズを拡大することができる。
さらに、上述の回転走査手段での回転走査で得られたデータに基づいて、第1視野外はみ出し補正手段が照視野からはみ出した視野外を補正することで、より精度の高いはみ出し部分を推定することが可能となる。
According to the tomography apparatus of the present invention, the axis of the irradiation axis that is an axis connecting the radiation irradiation means and the center of the radiation detection means so as to expand to the maximum visual field width that is the length of the diagonal line of the radiation detection means. By providing a detection rotation means for rotating the radiation detection means around the center and a control means for controlling to perform rotational scanning in a state where the radiation detection means is rotated by the detection rotation means around the axis of the irradiation axis, By rotating the irradiation axis about the axis, an area in which the visual field size is enlarged can be formed, and the visual field size can be enlarged with almost no hardware change.
Furthermore, based on the data obtained by the rotational scanning by the above-described rotational scanning means, the first out-of-field projection correcting means corrects the out-of-view area that protrudes from the irradiation field, thereby estimating a more accurate protruding portion. It becomes possible.

実施例に係る断層撮影装置のブロック図である。It is a block diagram of the tomography apparatus which concerns on an Example. フラットパネル型X線検出器(FPD)の検出面の模式図である。It is a schematic diagram of the detection surface of a flat panel X-ray detector (FPD). (a)は、フラットパネル型X線検出器(FPD)を照射軸の軸心周りに回転させる前の平面図、(b)は、フラットパネル型X線検出器(FPD)を照射軸の軸心周りに回転させたときの平面図である。(A) is a plan view before rotating the flat panel X-ray detector (FPD) around the axis of the irradiation axis, and (b) is the axis of the irradiation axis of the flat panel X-ray detector (FPD). It is a top view when rotating around the center. (a)は、視野幅と視野高さとの関係を模式的に説明するための平面図、(b)は、はみ出し補正を併用して視野高さの制限を緩和したときの平面図である。(A) is a top view for demonstrating the relationship between a visual field width and a visual field height typically, (b) is a top view when the restriction | limiting of a visual field height is eased using protrusion correction | amendment together. フラットパネル型X線検出器(FPD)の辺長のときの最大視野幅、および視野幅が元の視野幅である辺長よりも上回るという条件の視野高さを試算した対応表である。It is the correspondence table which calculated the visual field height on condition that the maximum visual field width in case of the side length of a flat panel type X-ray detector (FPD), and the visual field width exceeds the side length which is the original visual field width. 視野高さ、視野幅および視野拡大率の関係を示した対応表である。It is the correspondence table which showed the relationship between visual field height, visual field width, and visual field expansion rate. (a)および(b)は、スライス面でのはみ出し領域を、視野領域の中央スライス面で補間することではみ出し補正を行うことを説明するための平面図である。(A) And (b) is a top view for demonstrating performing protrusion correction | amendment by interpolating the protrusion area | region in a slice surface with the center slice surface of a visual field area | region. (a)および(b)は、スライス面でのはみ出し領域を、視野領域の端縁部分で補間することではみ出し補正を行うことを説明するための平面図である。(A) And (b) is a top view for demonstrating performing protrusion correction | amendment by interpolating the protrusion area | region in a slice surface by the edge part of a visual field area | region. 被検体の体軸と直交する軸から見たときの吸収率を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the absorptivity when it sees from the axis | shaft orthogonal to the body axis of a subject. 直線走査によるスカウト像の取得を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating acquisition of the scout image by linear scanning. (a)は、変形例に係る長方形のフラットパネル型X線検出器(FPD)を照射軸の軸心周りに回転させる前の平面図、(b)は、変形例に係る長方形のフラットパネル型X線検出器(FPD)を照射軸の軸心周りに回転させたときの平面図である。(A) is a top view before rotating the rectangular flat panel type | mold X-ray detector (FPD) which concerns on a modification around the axial center of an irradiation axis | shaft, (b) is the rectangular flat panel type | mold which concerns on a modification. It is a top view when rotating an X-ray detector (FPD) around the axis center of an irradiation axis.

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図1は、実施例に係る断層撮影装置のブロック図である。本実施例では放射線としてX線を例に採って説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram of a tomography apparatus according to an embodiment. In this embodiment, X-rays will be described as an example of radiation.

断層撮影装置は、図1に示すように、被検体Mを載置する天板1と、その被検体Mに向けてX線を照射するX線管2と、被検体Mを透過したX線を検出するFPD3と、X線管2およびFPD3を支持するC型アーム4とを備えている。X線管2は、この発明における放射線照射手段に相当し、FPD3は、この発明における矩形の放射線検出手段に相当する。   As shown in FIG. 1, the tomography apparatus includes a top plate 1 on which a subject M is placed, an X-ray tube 2 that emits X-rays toward the subject M, and X-rays that have passed through the subject M. And an C-type arm 4 that supports the X-ray tube 2 and the FPD 3. The X-ray tube 2 corresponds to the radiation irradiation means in this invention, and the FPD 3 corresponds to the rectangular radiation detection means in this invention.

断層撮影装置は、他に、天板1の昇降および水平移動を制御する天板制御部5や、FPD3を制御するFPD制御部6や、X線管2の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部7を有するX線管制御部8や、FPD3から電荷信号であるX線検出信号をディジタル化して取り出すA/D変換器9や、A/D変換器9から出力されたX線検出信号に基づいて種々の処理を行う画像処理部10や、これらの各構成部を統括するコントローラ11や、処理された画像などを記憶するメモリ部12や、オペレータが入力設定を行う入力部13や、処理された画像などを表示するモニタ14やC型アームの回転移動や直線移動を制御するC型アーム制御部15などを備えている。   In addition, the tomography apparatus includes a top plate control unit 5 that controls the elevation and horizontal movement of the top plate 1, an FPD control unit 6 that controls the FPD 3, and a high voltage that generates the tube voltage and tube current of the X-ray tube 2. X-ray tube controller 8 having a voltage generator 7, A / D converter 9 that digitizes an X-ray detection signal as a charge signal from the FPD 3, and X-ray detection output from the A / D converter 9 An image processing unit 10 that performs various processes based on signals, a controller 11 that controls each of these components, a memory unit 12 that stores processed images, an input unit 13 in which an operator performs input settings, A monitor 14 for displaying the processed image, a C-arm control unit 15 for controlling the rotational movement and linear movement of the C-arm, and the like.

天板制御部5は、天板1を、図1の紙面に垂直な体軸z方向に水平移動させる制御や、鉛直(図1中のx軸)方向に昇降移動させる制御などを行う。これらの制御は、モータやエンコーダ(図示省略)などからなる天板駆動機構(図示省略)を制御することで行う。   The top board control unit 5 performs control such that the top board 1 is horizontally moved in the body axis z direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1, and is moved up and down in the vertical direction (x axis in FIG. 1). These controls are performed by controlling a top plate drive mechanism (not shown) including a motor and an encoder (not shown).

FPD制御部6は、後述するFPD3の検出素子d(図2を参照)を駆動させるゲートライン(図示省略)に信号を与えたり、検出素子dから電荷信号を読み出すデータライン(図示省略)を選択する信号を与えることで、FPD3を制御する。   The FPD controller 6 gives a signal to a gate line (not shown) for driving a detection element d (see FIG. 2) of the FPD 3 to be described later, and selects a data line (not shown) for reading a charge signal from the detection element d. The FPD 3 is controlled by giving a signal to perform.

高電圧発生部7は、X線を照射させるための管電圧や管電流を発生してX線管2に与える。X線管制御部8は、X線管2のコリメータ(図示省略)を制御してX線の照視野を設定する。   The high voltage generator 7 generates a tube voltage and a tube current for irradiating X-rays, and gives them to the X-ray tube 2. The X-ray tube controller 8 controls a collimator (not shown) of the X-ray tube 2 to set an X-ray irradiation field.

コントローラ11は、中央演算処理装置(CPU)などで構成されており、メモリ部12は、ROM(Read-only Memory)やRAM(Random-Access Memory)などに代表される記憶媒体などで構成されている。また、入力部13は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。   The controller 11 is configured by a central processing unit (CPU) and the like, and the memory unit 12 is configured by a storage medium represented by ROM (Read-only Memory), RAM (Random-Access Memory), and the like. Yes. The input unit 13 includes a pointing device represented by a mouse, a keyboard, a joystick, a trackball, a touch panel, and the like.

画像処理部10は、X線検出信号をFPD3の検出面に投影された投影データ(投影像)として各種の処理を行い、X線管2からFPD3へのX線の照視野からはみ出した視野外を補正するはみ出し補正部10aと、はみ出し補正部10aで補正された投影データに対して再構成を行って断層像を取得する再構成部10bとを備えている。はみ出し補正については、図3〜図10で後述する。はみ出し補正部10aは、この発明における視野外はみ出し補正手段に相当し、再構成部10bは、この発明における再構成手段に相当する。   The image processing unit 10 performs various processes as projection data (projection image) obtained by projecting the X-ray detection signal onto the detection surface of the FPD 3 and out of the field of view that protrudes from the X-ray irradiation field from the X-ray tube 2 to the FPD 3. And a reconstruction unit 10b that reconstructs the projection data corrected by the projection correction unit 10a and acquires a tomographic image. The protrusion correction will be described later with reference to FIGS. The protrusion correction unit 10a corresponds to the out-of-field protrusion correction unit in the present invention, and the reconstruction unit 10b corresponds to the reconstruction unit in the present invention.

メモリ部12は、画像処理部10で処理された各々の画像を書き込んで記憶するように構成されている。天板制御部5やFPD制御部6やX線管制御部8やC型アーム制御部15も、コントローラ11と同様にCPUなどで構成されている。   The memory unit 12 is configured to write and store each image processed by the image processing unit 10. The top panel control unit 5, FPD control unit 6, X-ray tube control unit 8, and C-type arm control unit 15 are also configured with a CPU or the like, like the controller 11.

C型アーム制御部15は、C型アーム4を、被検体Mの体軸zの軸心周りに回転させる制御や、体軸zに沿って平行に移動させる制御などを行う。C型アーム4がこのように回転することで、それに支持されたX線管2およびFPD3を被検体Mの体軸zの軸心周りに回転させるとともに、体軸zに沿って平行に直線移動させる。これらの制御は、モータやエンコーダ(図示省略)などからなるC型アーム駆動機構(図示省略)を制御することで行う。   The C-type arm control unit 15 performs control for rotating the C-type arm 4 around the body axis z of the subject M, control for moving the C-type arm 4 along the body axis z, and the like. By rotating the C-arm 4 in this way, the X-ray tube 2 and the FPD 3 supported by the C-type arm 4 are rotated around the body axis z of the subject M, and linearly moved in parallel along the body axis z. Let These controls are performed by controlling a C-arm drive mechanism (not shown) including a motor, an encoder (not shown), and the like.

さらに、C型アーム4がFPD3を支持する箇所にはモータ16が内蔵されており、C型アーム制御部15はモータ16を制御することで、X線管2とFPD3の中心とを結んだ軸である照射軸の軸心周りにFPD3を回転させるように制御する。また、照射軸の軸心周りにFPD3を回転させた状態でX線管2およびFPD3の回転を行うようにC型アーム制御部15はC型アーム4を制御する。C型アーム制御部15は、この発明における回転走査手段、直線走査手段および制御手段に相当し、モータ16は、この発明における検出回転手段に相当する。   Further, a motor 16 is built in a place where the C-type arm 4 supports the FPD 3, and the C-type arm control unit 15 controls the motor 16 to connect the X-ray tube 2 and the center of the FPD 3. The FPD 3 is controlled to rotate around the axis of the irradiation axis. Further, the C-type arm controller 15 controls the C-type arm 4 so that the X-ray tube 2 and the FPD 3 are rotated in a state where the FPD 3 is rotated around the axis of the irradiation axis. The C-type arm control unit 15 corresponds to the rotation scanning unit, the linear scanning unit, and the control unit in the present invention, and the motor 16 corresponds to the detection rotation unit in the present invention.

次に、FPD3について、図2を参照して説明する。図2は、FPD3の検出面の模式図である。FPD3は、矩形で平らな検出面を有する。本実施例では、検出面は正方形である。FPD3は、図2に示すように、その検出面にはX線に有感な複数の検出素子dが行列状に配列されている。たとえば、縦20cm×横20cm程の広さの検出面に、縦1536個×横1536個の検出素子dが配列されている。   Next, the FPD 3 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram of the detection surface of the FPD 3. The FPD 3 has a rectangular and flat detection surface. In this embodiment, the detection surface is a square. As shown in FIG. 2, the FPD 3 has a plurality of detection elements d sensitive to X-rays arranged in a matrix on the detection surface. For example, 1536 vertical × 1536 horizontal detection elements d are arranged on a detection surface having a size of about 20 cm long × 20 cm wide.

次に、はみ出し補正部10aやFPD3の照射軸の軸心周りの回転について、図3〜図10を参照して説明する。図3(a)は、FPDを照射軸の軸心周りに回転させる前の平面図であり、図3(b)は、FPDを照射軸の軸心周りに回転させたときの平面図であり、図4(a)は、視野幅と視野高さとの関係を模式的に説明するための平面図であり、図4(b)は、はみ出し補正を併用して視野高さの制限を緩和したときの平面図であり、図5は、FPDの辺長のときの最大視野幅、および視野幅が元の視野幅である辺長よりも上回るという条件の視野高さを試算した対応表であり、図6は、視野高さ、視野幅および視野拡大率の関係を示した対応表であり、図7(a)および図7(b)は、スライス面でのはみ出し領域を、視野領域の中央スライス面で補間することではみ出し補正を行うことを説明するための平面図であり、図8(a)および図8(b)は、スライス面でのはみ出し領域を、視野領域の端縁部分で補間することではみ出し補正を行うことを説明するための平面図であり、図9は、被検体の体軸と直交する軸から見たときの吸収率を示した模式図であり、図10は、直線走査によるスカウト像の取得を説明するための平面図である。図3〜図10では、辺長がAの正方形のFPD3で、FPD3を図3(b)に示すように照射軸の軸心周りに45°に回転させる場合を例に採って説明する。   Next, rotation around the axis of the irradiation axis of the protrusion correction unit 10a and the FPD 3 will be described with reference to FIGS. 3A is a plan view before the FPD is rotated around the axis of the irradiation axis, and FIG. 3B is a plan view when the FPD is rotated around the axis of the irradiation axis. FIG. 4A is a plan view for schematically explaining the relationship between the field width and the field height, and FIG. 4B relaxes the restriction on the field height by using the protrusion correction together. FIG. 5 is a correspondence table in which the maximum field width when the side length of the FPD and the field height under the condition that the field width exceeds the side length that is the original field width are calculated. 6 is a correspondence table showing the relationship between the visual field height, the visual field width, and the visual field enlargement ratio, and FIGS. 7A and 7B show the protrusion area on the slice plane and the center of the visual field area. FIG. 9 is a plan view for explaining that the protrusion correction is performed by interpolation on the slice plane, and FIG. 8A and FIG. ) Is a plan view for explaining that the protrusion correction is performed by interpolating the protrusion area on the slice plane at the edge portion of the visual field area, and FIG. 9 is an axis orthogonal to the body axis of the subject. FIG. 10 is a schematic diagram showing the absorptance when viewed from above, and FIG. 10 is a plan view for explaining acquisition of a scout image by linear scanning. 3 to 10, an example in which the FPD 3 is a square FPD 3 having a side length A and is rotated by 45 ° around the axis of the irradiation axis as shown in FIG. 3B will be described.

通常の断層撮影時には、回転走査においても直線走査においても、図3(a)に示すような姿勢でFPD3は設置される。すなわち、被検体Mの体軸z(図1を参照)にFPD3の一辺が平行になるように設置される。なお、体軸zにFPD3の一辺が平行でないときには、通常の断層撮影では、平行になるようにモータ16(図1を参照)の回転駆動によってFPD3が照射軸の軸心周りに回転して図3(a)に示す姿勢に微調整される。図3(a)に示す姿勢から、FPD3を照射軸の軸心周りに45°回転させると、図3(b)に示す姿勢となる。   At the time of normal tomography, the FPD 3 is installed in a posture as shown in FIG. 3A in both rotation scanning and linear scanning. That is, it is installed so that one side of the FPD 3 is parallel to the body axis z (see FIG. 1) of the subject M. When one side of the FPD 3 is not parallel to the body axis z, in normal tomography, the FPD 3 is rotated around the axis of the irradiation axis by the rotational drive of the motor 16 (see FIG. 1) so as to be parallel. Fine adjustment is made to the posture shown in FIG. When the FPD 3 is rotated by 45 ° around the axis of the irradiation axis from the posture shown in FIG. 3A, the posture shown in FIG. 3B is obtained.

このように45°回転させることで、従来では視野幅が辺長Aであったのに対して、視野幅Wを、FPD3の対角線の長さである最大視野幅Wmaxまで拡大することができる。ここで、FPD3が辺長Aの正方形で、照射軸の軸心周りに45°回転することで、最大視野幅WmaxはWmax=(√2)×Aで表され、最大で(√2)倍にまで視野幅Wを拡大することができる。ここで、視野幅Wに沿った方向と直交する方向で、図4(a)に示すように、回転したFPD3内で視野幅Wで矩形の視野領域(点描で図示)を確保したときの高さを、本明細書では「視野高さ」と定義付け、その高さをHとする。 By rotating 45 ° in this way, the field width W can be expanded to the maximum field width W max which is the length of the diagonal line of the FPD 3 while the field width is the side length A in the past. . Here, the FPD 3 is a square having a side length A and is rotated by 45 ° around the axis of the irradiation axis, whereby the maximum visual field width W max is expressed by W max = (√2) × A, and the maximum (√2 ) The visual field width W can be expanded up to double. Here, in a direction orthogonal to the direction along the visual field width W, as shown in FIG. 4A, the height when a rectangular visual field region (illustrated by stippling) is secured with the visual field width W in the rotated FPD 3. In this specification, the height is defined as “field height”, and the height is defined as H.

ただし、図3に示すように、回転面に平行で、かつ照射軸を含む面である中央スライス面の近傍では視野幅Wは拡大するが、中央スライス面から離れるにしたがい視野が狭くなる。図3(b)で図示された点描の領域までは視野幅Wは辺長A(元の視野幅)よりも広いが、当該領域よりも離れると視野幅Wは辺長Aよりも狭くなっていく。しかしながら、視野幅Wが辺長A(元の視野幅)よりも上回るという条件の視野高さをHW≧Aとすると、その条件の視野高さHW≧AはHW≧A={(√2)−1}×Aで表される。したがって、一辺が20cm〜40cmの正方形のFPD3を照射軸の軸心周りに45°回転した場合でも、図5に示すように、10cm程度は確保できるので、視野高さHW≧Aを制限しても、実用上は問題ない場合が多い。 However, as shown in FIG. 3, the visual field width W increases in the vicinity of the central slice plane that is parallel to the rotation plane and includes the irradiation axis, but the visual field narrows as the distance from the central slice plane increases. The field width W is wider than the side length A (original field width) up to the stipple region shown in FIG. 3B, but the field width W becomes narrower than the side length A when moving away from the region. Go. However, if the visual field height under the condition that the visual field width W exceeds the side length A (original visual field width) is H W ≧ A , the visual field height H W ≧ A is H W ≧ A = {( √2) -1} × A. Therefore, even when a square FPD 3 with a side of 20 cm to 40 cm is rotated by 45 ° around the axis of the irradiation axis, as shown in FIG. 5, about 10 cm can be secured, so the field height H W ≧ A is limited. However, there are many cases where there is no problem in practical use.

上述したように、視野高さHを制限し、矩形の視野領域を確保した例を、図4(a)に示す。そして、視野高さH、視野幅Wおよび視野拡大率の関係を図6に示す。図6は、辺長AがA=20cmのときの正方形のFPD3の場合での視野拡大率を試算している。ここで、視野拡大率は、辺長A(元の視野幅)に対する視野幅Wと辺長Aとの差分で表され、図6に示すように(W−A)/Aで表される。なお、視野拡大率は視野のみが拡大される意味であって、視野内の領域や画素全体が拡大される意味でないことに留意されたい。   As described above, an example in which the visual field height H is limited and a rectangular visual field region is secured is shown in FIG. FIG. 6 shows the relationship between the field height H, field width W, and field magnification factor. FIG. 6 is a trial calculation of the visual field enlargement ratio in the case of the square FPD 3 when the side length A is A = 20 cm. Here, the visual field expansion ratio is represented by the difference between the visual field width W and the side length A with respect to the side length A (original visual field width), and is represented by (W−A) / A as shown in FIG. 6. It should be noted that the visual field enlargement ratio means that only the visual field is enlarged, and does not mean that an area in the visual field or the entire pixel is enlarged.

図6からも明らかなように、視野高さHが高くなる程、逆に視野幅Wは狭くなって、視野拡大率は小さくなる。図6では図示していないが、図5に示すように、辺長Aが20cmのときには、視野幅Wが辺長A(元の視野幅)よりも上回るという条件の視野高さHW≧Aは8.3cmであるので、視野高さHがHW≧Aのときには視野幅Wは辺長Aと同じ20cmとなり、視野拡大率が0%になるのは明らかである。 As is clear from FIG. 6, the higher the visual field height H, the smaller the visual field width W and the smaller the visual field magnification rate. Although not shown in FIG. 6, as shown in FIG. 5, when the side length A is 20 cm, the field height H W ≧ A under the condition that the field width W exceeds the side length A (original field width). Is 8.3 cm, so when the field height H is H W ≧ A , the field width W is 20 cm, which is the same as the side length A, and it is clear that the field magnification is 0%.

図6を例に採って説明すると、例えばスライス幅が2cmの断層像のときに、その2cmの幅に視野高さHを制限した場合には、視野を31%に拡大することができる。したがって、例えば従来の構成でFPD3を、図3(a)に示すように照射軸の軸心周りに回転させずに、視野高さHが広い状態で一旦断層撮影を行って断層像に再構成し、検査が必要なスライス位置を特定した上で、図3(b)に示すようにFPD3を照射軸の軸心周りに回転させて、視野高さHを制限した上で断層撮影を行うという運用も考えられる。   Taking FIG. 6 as an example, in the case of a tomographic image having a slice width of 2 cm, for example, if the field height H is limited to the width of 2 cm, the field of view can be expanded to 31%. Therefore, for example, in the conventional configuration, the FPD 3 is not rotated about the axis of the irradiation axis as shown in FIG. Then, after specifying the slice position that needs to be inspected, the FPD 3 is rotated around the axis of the irradiation axis as shown in FIG. Operation is also conceivable.

なお、FPD3を照射軸の軸心周りに45°回転させると、図4(b)に示すような高さで視野高さHの制限を緩和した場合には、FPD3の端縁部分に沿って点描で図示された領域までは視野領域が確保できる。一方で、右上斜線で図示された領域は、照視野からはみ出した視野外となる。そこで、はみ出し補正部10a(図1を参照)によって視野外を補正することで、より精度の高いはみ出し部分を推定することが可能となる。   When the FPD 3 is rotated by 45 ° around the axis of the irradiation axis, when the restriction on the visual field height H is relaxed at a height as shown in FIG. 4B, along the edge of the FPD 3 A visual field area can be secured up to the area illustrated by the pointillism. On the other hand, the area illustrated by the upper right diagonal line is outside the visual field that protrudes from the irradiation visual field. Therefore, by correcting the out-of-field by the protrusion correction unit 10a (see FIG. 1), it is possible to estimate the protrusion part with higher accuracy.

具体的には、被検体Mが人体の場合には、被検体Mの構造は体軸z方向には変化が少ないので、最も単純な方法としては、各スライス面でのはみ出し領域を、最大視野幅Wmaxとなる視野領域の中央スライス面でそのまま置き換えて使用することが考えられる。より具体的に説明すると、図7(a)に示すように、太枠で図示された視野領域の中央スライス面の画素値を、視野高さH方向の右上斜線で図示されたはみ出し領域に図中の矢印のようにそれぞれ貼り付けることで、図7(b)に示すようにはみ出し領域を点描に図示するように補間することが可能である。 Specifically, when the subject M is a human body, the structure of the subject M hardly changes in the direction of the body axis z. Therefore, the simplest method is to set the protrusion area on each slice plane to the maximum field of view. It can be considered that the central slice plane of the visual field area having the width W max is used as it is. More specifically, as shown in FIG. 7A, the pixel value of the central slice surface of the visual field area indicated by a thick frame is illustrated in the protruding area indicated by the upper right diagonal line in the visual field height H direction. By sticking each of them as indicated by the arrows in the middle, it is possible to interpolate the protruding region as shown in the stippled area as shown in FIG. 7B.

あるいは、図8(a)に示すように、太枠で図示された視野領域の端縁部分の画素値を、視野高さH方向の右上斜線で図示されたはみ出し領域に図中の矢印のようにそれぞれ貼り付けることで、図8(b)に示すようにはみ出し領域を点描に図示するように補間することが可能である。図8の場合には、図7と比較して、はみ出し領域から見て、視野領域の中央スライス面よりも近い視野領域の端縁部分の画素値を使用してはみ出し補正が行われるので、より精度の高いはみ出し部分を推定することができる。   Alternatively, as shown in FIG. 8A, the pixel value of the edge portion of the visual field area shown by a thick frame is shown in the protruding area shown by the upper right diagonal line in the visual field height H direction as indicated by an arrow in the figure. By sticking to each, it is possible to interpolate the protruding region as shown in the stippling as shown in FIG. In the case of FIG. 8, compared to FIG. 7, the protrusion correction is performed using the pixel value of the edge portion of the visual field area closer to the central slice surface of the visual field area as viewed from the protruding area. A protruding portion with high accuracy can be estimated.

その他に、被検体Mが人体の場合には、図9に示すように、被検体Mの構造は体軸zと直交するy軸(図1を参照)に沿って端縁部に近いほどX線の吸収率が小さくなり、中央部に近いほどX線の吸収率が大きくなるので、各スライス面でのはみ出し領域を、視野領域の画素値を吸収率で除算することで補間することが考えられる。より具体的に説明すると、はみ出し領域の箇所に応じて、当該箇所に応じた吸収率で視野領域の画素値を除算することで、当該箇所を補間することが可能である。したがって、はみ出し領域の端縁部を補間する場合には、端縁部に応じた小さい吸収率で視野領域の画素値を除算し、はみ出し領域の中央部を補間する場合には、中央部に応じた大きい吸収率で視野領域の画素値を除算する。   In addition, when the subject M is a human body, as shown in FIG. 9, the structure of the subject M is closer to the edge along the y-axis (see FIG. 1) orthogonal to the body axis z. Since the X-ray absorption rate increases as the line absorption rate decreases and the closer to the center, it can be considered to interpolate the protruding area on each slice plane by dividing the pixel value of the visual field area by the absorption rate. It is done. More specifically, according to the location of the protruding region, the location can be interpolated by dividing the pixel value of the visual field region by the absorption rate corresponding to the location. Therefore, when interpolating the edge of the protruding area, divide the pixel value of the viewing area by a small absorption rate corresponding to the edge, and when interpolating the center of the protruding area, Divide the pixel value of the field of view by the larger absorption rate.

以上で述べた手法は、同一のデータを使用することではみ出し補正部10aによる視野外補正を行う、すなわち回転走査で得られたデータに基づいて、はみ出し補正部10aによる視野外補正を行うものであったが、これらの手法に限定されない。下記で述べる手法のように、断層撮影よりも前に予め求められたデータを使用することではみ出し補正部10aによる視野外補正を行ってもよい。ここでは、直線走査で得られたデータに基づいて、はみ出し補正部10aによる視野外補正を行う手法について、下記で述べる。   The method described above performs out-of-field correction by the protrusion correction unit 10a by using the same data, that is, performs out-of-field correction by the protrusion correction unit 10a based on data obtained by rotational scanning. However, it is not limited to these methods. As in the method described below, the out-of-field correction by the protrusion correction unit 10a may be performed by using data obtained in advance before tomography. Here, a method for performing out-of-field correction by the protrusion correction unit 10a based on data obtained by linear scanning will be described below.

具体的には、回転走査による断層撮影とは別に、FPD3を照射軸の軸心周りに45°回転させた状態で、X線CTのスカウト像(X線透視撮影装置では「スロットスキャン」とも呼ばれている)を撮影する。すなわち、FPD3を照射軸の軸心周りに45°回転させた状態で、x軸(図1を参照)に沿った真上(x軸を基準にすると0°の角度)からX線を照射しつつ、X線管2およびFPD3を体軸zに沿って平行に直線移動させながら走査する直線走査を行う。そして直線走査によって複数の投影像を取得する。図10に示すように、これら各々の投影像P,P,…,Pi−1,P,Pi+1,…,Pn−1,Pを、体軸z方向に連結することでスカウト像Sを得る。このとき、各投影像P,P,…,Pi−1,P,Pi+1,…,Pn−1,Pとして視野幅Wが最大視野幅Wmaxまで拡大された中央スライス面近傍のみを使用することで、視野幅Wを拡大したスカウト像を得ることができる。 Specifically, in addition to tomography by rotational scanning, an X-ray CT scout image (also called “slot scanning” in an X-ray fluoroscopic apparatus) with the FPD 3 rotated by 45 ° around the axis of the irradiation axis. ). That is, with the FPD 3 rotated by 45 ° around the axis of the irradiation axis, X-rays are irradiated from directly above the x-axis (see FIG. 1) (an angle of 0 ° with respect to the x-axis). Meanwhile, linear scanning is performed in which the X-ray tube 2 and the FPD 3 are linearly moved in parallel along the body axis z. Then, a plurality of projection images are acquired by linear scanning. As shown in FIG. 10, these projected images P 1 , P 2 ,..., P i−1 , P i , P i + 1 ,..., P n−1 , P n are connected in the body axis z direction. As a result, a scout image S is obtained. At this time, the projection image P 1, P 2, ..., P i-1, P i, P i + 1, ..., field width W is expanded to the maximum field width W max as P n-1, P n By using only the vicinity of the central slice plane, a scout image with an expanded visual field width W can be obtained.

このスカウト像は、回転軸である体軸zに沿った方向の被検体Mの外形の変化を表す先見情報として、はみ出し補正部10aによる視野外補正に利用することができる。また、上述した0°の角度以外に、体軸zの軸心周りに90°回転させた方向(y軸の方向)からもX線を照射しつつ、同様のスカウト像を取得し、各スライス位置での被検体Mの外形を楕円等で近似することにより、はみ出し補正の精度向上に利用することができる。   This scout image can be used for out-of-field correction by the protrusion correction unit 10a as look-ahead information indicating the change in the outer shape of the subject M in the direction along the body axis z that is the rotation axis. In addition to the 0 ° angle described above, a similar scout image is acquired while irradiating X-rays from the direction rotated about 90 ° around the body axis z (the y-axis direction), and each slice is obtained. By approximating the outer shape of the subject M at the position with an ellipse or the like, it can be used to improve the accuracy of the overhang correction.

このようにはみ出し補正部10aで補正された投影像(投影データ)に対して再構成部10b(図1を参照)は再構成を行って断層像を取得する。再構成処理については、周知のフィルタード・バックプロジェクション(FBP: Filtered Back Projection)(「フィルタ補正逆投影法」とも呼ばれる)を用いたフェルドカンプ(Feldkamp)法を行えばよい。なお、本実施例の再構成処理については、はみ出し補正部10aによる視野外補正後のデータに対して行われるので、従来の再構成処理と相違はない。したがって、本明細書では、具体的な再構成処理については、その説明を省略する。   In this way, the reconstruction unit 10b (see FIG. 1) performs reconstruction on the projection image (projection data) corrected by the protrusion correction unit 10a to obtain a tomographic image. For the reconstruction processing, a Feldkamp method using a well-known filtered back projection (FBP) (also called “filtered back projection method”) may be performed. Note that the reconstruction processing of the present embodiment is performed on the data after out-of-field correction by the protrusion correction unit 10a, and therefore is not different from the conventional reconstruction processing. Therefore, in this specification, the description of a specific reconstruction process is omitted.

本実施例に係る断層撮影装置によれば、X線管2から照射されて被検体Mを透過したX線を矩形のフラットパネル型X線検出器(FPD)3が検出する走査を、X線管2およびFPD3と、被検体Mとを相対的にC型アーム制御部15はC型アーム4を回転させながら行う(回転走査)。なお、本実施例では、被検体Mを固定して、X線管2およびFPD3を被検体Mの体軸zの軸心周りに回転させることで、X線管2およびFPD3と、被検体Mとを相対的に回転させる。そのC型アーム制御部15での回転走査で得られたデータに基づいて再構成部10bは再構成を行って断層像を取得することで断層撮影を行う。   According to the tomography apparatus according to the present embodiment, X-ray scanning is performed by the rectangular flat panel X-ray detector (FPD) 3 that detects X-rays irradiated from the X-ray tube 2 and transmitted through the subject M. The C-type arm control unit 15 relatively moves the tube 2 and the FPD 3 and the subject M while rotating the C-type arm 4 (rotational scanning). In this embodiment, the subject M is fixed, and the X-ray tube 2 and the FPD 3 are rotated around the body axis z of the subject M, so that the X-ray tube 2 and the FPD 3 and the subject M are rotated. And rotate relative to each other. The reconstruction unit 10b performs tomography by performing reconstruction and acquiring a tomographic image based on data obtained by rotational scanning in the C-type arm control unit 15.

本実施例に係る断層撮影装置は、X線管2とFPD3の中心とを結んだ軸である照射軸の軸心周りにFPD3を回転させるモータ16を備えている。さらに、本実施例に係る断層撮影装置は、照射軸の軸心周りにモータ16でFPD3を回転させた状態で回転走査を行うように制御する機能をC型アーム制御部15が備えることで、照射軸の軸心周りの回転によって視野サイズが拡大する領域ができる。   The tomography apparatus according to the present embodiment includes a motor 16 that rotates the FPD 3 around the axis of an irradiation axis that is an axis connecting the X-ray tube 2 and the center of the FPD 3. Furthermore, in the tomography apparatus according to the present embodiment, the C-type arm control unit 15 includes a function of performing control so that rotational scanning is performed in a state where the FPD 3 is rotated by the motor 16 around the axis of the irradiation axis. An area in which the visual field size is enlarged is formed by rotation around the axis of the irradiation axis.

なお、断層撮影装置によっては、図3(a)でも述べたように撮影方向を被検体Mの体軸zに合わせるべく(すなわち被検体Mの体軸zにFPD3の一辺を平行にすべく)、従来から照射軸の軸心周りにFPD3を回転させるモータ16を備えている場合があり、その場合には従来のモータ16に加えて上述の機能のみを備えることで、視野サイズを拡大することができる。また、照射軸の軸心周りにFPD3を回転させるモータ16を備えていない場合であっても、かかるモータ16および機能のみを備えることで、視野サイズを拡大することができる。以上よりハードウェアをほとんど変更せずに視野サイズを拡大することができる。   Depending on the tomography apparatus, as described in FIG. 3A, the imaging direction should be aligned with the body axis z of the subject M (that is, one side of the FPD 3 should be parallel to the body axis z of the subject M). In some cases, a motor 16 that rotates the FPD 3 around the axis of the irradiation axis is conventionally provided. In that case, in addition to the conventional motor 16, only the above-described functions are provided to increase the size of the field of view. Can do. Even if the motor 16 for rotating the FPD 3 around the axis of the irradiation axis is not provided, the visual field size can be enlarged by providing only the motor 16 and the function. As described above, the visual field size can be expanded without changing hardware.

本実施例では、好ましくは、X線管2からFPD3へのX線の照視野からはみ出した視野外を、上述のC型アーム制御部15での回転走査で得られたデータに基づいて補正するはみ出し補正部10aを備えている。上述したように照射軸の軸心周りの回転によって視野サイズが拡大する領域ができるが、その領域(例えば中央スライス面)から離れるにしたがい視野が狭くなる。そこで、上述のC型アーム制御部15での回転走査で得られたデータに基づいて、はみ出し補正部10aが照視野からはみ出した視野外を補正することで、より精度の高いはみ出し部分を推定することが可能となる。   In the present embodiment, preferably, the outside of the visual field that protrudes from the irradiation field of the X-ray from the X-ray tube 2 to the FPD 3 is corrected based on the data obtained by the rotational scanning in the C-type arm control unit 15 described above. An overhang correction unit 10a is provided. As described above, a region in which the visual field size is enlarged is formed by rotation around the axis of the irradiation axis. However, the visual field becomes narrower as the distance from the region (for example, the central slice surface) increases. Therefore, based on the data obtained by the rotational scanning in the C-type arm control unit 15 described above, the protrusion correction unit 10a corrects the out-of-view area that protrudes from the irradiation field, thereby estimating a protruding part with higher accuracy. It becomes possible.

本実施例では、好ましくは、C型アーム制御部15での回転走査の回転軸(本実施例では体軸z)に沿って平行に、X線管2およびFPD3と、被検体Mとを相対的に直線移動させながら走査する直線走査を行う機能もC型アーム制御部15に備えている。なお、本実施例では、被検体Mを固定して、X線管2およびFPD3を体軸zに沿って平行に直線移動させることで、X線管2およびFPD3と、被検体Mとを直線移動させる。回転走査の他に直線走査も行うことで、回転軸に沿って平行な方向に関する断層像も得ることができる。   In the present embodiment, preferably, the X-ray tube 2 and the FPD 3 and the subject M are moved relative to each other in parallel along the rotational axis of rotation scanning (body axis z in the present embodiment) in the C-type arm control unit 15. In addition, the C-type arm control unit 15 has a function of performing linear scanning that performs scanning while linearly moving. In the present embodiment, the subject M is fixed, and the X-ray tube 2 and the FPD 3 are linearly moved in parallel along the body axis z, so that the X-ray tube 2 and the FPD 3 and the subject M are linearly moved. Move. By performing linear scanning in addition to rotational scanning, a tomographic image in a direction parallel to the rotational axis can be obtained.

さらに、本実施例のように直線走査の機能を備えた場合においても、好ましくは、X線管2からFPD3へのX線の照視野からはみ出した視野外を、直線走査で得られたデータに基づいて補正するはみ出し補正部10aを備えている。照射軸の軸心周りにFPD3を回転させた状態で、特定の角度あるいは複数の角度(本実施例では0°および90°の角度)から(照射されたX線)の被検体Mのデータ(投影像、いわゆるスカウト像)を直線走査で得ることで、被検体Mの存在範囲(すなわち被検体Mの輪郭位置)などのように被検体Mの大きさに関する情報を得ることができ、この情報を従来の推定情報としてはみ出し補正に利用することで、より精度の高いはみ出し部分を推定することが可能となる。   Further, even in the case where the function of linear scanning is provided as in the present embodiment, preferably, the data obtained by linear scanning is outside the field of view that protrudes from the irradiation field of X-rays from the X-ray tube 2 to the FPD 3. An overhang correction unit 10a for correcting based on the above is provided. Data of the subject M (irradiated X-rays) from a specific angle or a plurality of angles (angles of 0 ° and 90 ° in this embodiment) with the FPD 3 rotated around the axis of the irradiation axis ( By obtaining a projected image, so-called scout image, by linear scanning, information on the size of the subject M such as the existence range of the subject M (that is, the contour position of the subject M) can be obtained. Is used for the overhang correction as conventional estimation information, so that it is possible to estimate the overhang portion with higher accuracy.

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as follows.

(1)上述した実施例では、放射線としてX線を例に採って説明したが、この発明は、X線以外の放射線(例えばγ線)による断層撮影にも適用することができる。   (1) In the above-described embodiments, X-rays are taken as an example of radiation, but the present invention can also be applied to tomography using radiation other than X-rays (for example, γ-rays).

(2)上述した実施例では、図1に示すようなC型アーム4によってX線管2およびFPD3を被検体Mの体軸z周りに回転させて断層撮影を行ったが、X線管2およびFPD3を収容するガントリを備え、そのガントリの開口部に被検体を進入させて、ガントリ内でX線管2およびFPD3を被検体Mの体軸z周りに回転させて断層撮影を行ってもよい。   (2) In the above-described embodiment, the X-ray tube 2 and the FPD 3 are rotated around the body axis z of the subject M by the C-arm 4 as shown in FIG. And a gantry that accommodates the FPD 3, and the tomography can be performed by causing the subject to enter the opening of the gantry and rotating the X-ray tube 2 and the FPD 3 around the body axis z of the subject M in the gantry. Good.

(3)上述した実施例では、被検体を固定させた状態で、X線管およびFPDを回転させることで、X線管およびFPDと、被検体とを相対的に回転させる回転走査を行い、同じく被検体を固定させた状態で、X線管およびFPDを直線移動させることで、X線管およびFPDと、被検体とを相対的に直線移動させる直線走査を行ったが、このような形態に限定されない。例えば、被検体を載置する天板1(図1を参照)ごと被検体を回転させることで、X線管およびFPDと、被検体とを相対的に回転させる回転走査を行ってもよいし、天板とともに被検体を直線移動させることで、X線管およびFPDと、被検体とを相対的に直線移動させる直線走査を行ってもよい。また、被検体を回転または直線移動させる各走査のときには、X線管およびFPDを固定してもよいし、X線管およびFPDもそれぞれに回転または直線移動(例えば被検体を移動させる方向とは逆方向)させてもよい。   (3) In the above-described embodiment, by rotating the X-ray tube and the FPD in a state where the subject is fixed, the X-ray tube and the FPD and the subject are rotated and rotated relatively. Similarly, the X-ray tube and the FPD are linearly moved in a state where the subject is fixed, so that the X-ray tube and the FPD and the subject are linearly moved relatively linearly. It is not limited to. For example, by rotating the subject together with the couchtop 1 (see FIG. 1) on which the subject is placed, rotational scanning may be performed in which the X-ray tube and the FPD are rotated relative to the subject. The X-ray tube and the FPD may be linearly moved relative to the subject by linearly moving the subject together with the top plate. In each scan in which the subject is rotated or linearly moved, the X-ray tube and the FPD may be fixed, or the X-ray tube and the FPD may be rotated or linearly moved (for example, the direction in which the subject is moved). Reverse direction).

(4)上述した実施例では、はみ出し補正部10aを備えたが、視野高さを制限しても断層撮影を行うときに実用上で問題なければ、必ずしもはみ出し補正部10aを備える必要はない。   (4) In the above-described embodiment, the protrusion correction unit 10a is provided. However, even if the height of the field of view is limited, if there is no practical problem when performing tomography, the protrusion correction unit 10a is not necessarily required.

(5)上述した実施例では、直線走査を行ったが、必ずしも直線走査は必要でなく、回転走査のみの断層撮影であってもよい。   (5) In the above-described embodiment, linear scanning is performed, but linear scanning is not always necessary, and tomographic imaging using only rotational scanning may be used.

(6)上述した実施例では、矩形の放射線検出手段(実施例ではFPD3)は正方形であったが、矩形であれば、正方形以外の長方形でも適用することができる。この場合においても、図11(a)に示す姿勢から、図11(b)に示す姿勢のように、FPD3の対角線の長さである最大視野幅Wmaxまで拡大するように回転させればよい。 (6) In the embodiment described above, the rectangular radiation detection means (FPD 3 in the embodiment) is a square, but any rectangle other than a square can be applied as long as it is a rectangle. Even in this case, it is only necessary to rotate from the posture shown in FIG. 11A to the maximum visual field width W max which is the length of the diagonal line of the FPD 3 as in the posture shown in FIG. .

(7)上述した実施例では、矩形の放射線検出手段(実施例ではFPD3)を対角線の長さである最大視野幅Wmaxまで拡大(図3を参照)すべく、照射軸の軸心周りに45°回転したが、必ずしも45°回転に限定されない。視野幅が従来よりも広くなるのであれば、例えば45°未満の角度(例えば15°、30°など)で回転させてもよい。長方形のFPD3の場合においても、必ずしも対角線の長さである最大視野幅Wmaxまで拡大するように回転させる必要はない。 (7) In the above-described embodiment, the rectangular radiation detection means (FPD 3 in the embodiment) is expanded around the axis of the irradiation axis in order to expand the maximum field width W max that is the length of the diagonal line (see FIG. 3). Although rotated by 45 °, the rotation is not necessarily limited to 45 °. If the visual field width is wider than the conventional one, it may be rotated at an angle of less than 45 ° (for example, 15 °, 30 °, etc.). Even in the case of the rectangular FPD 3, it is not always necessary to rotate it so as to expand to the maximum visual field width W max which is the length of the diagonal line.

2 … X線管
3 … フラットパネル型X線検出器(FPD)
10a … はみ出し補正部
10b … 再構成部
15 … C型アーム制御部
16 … モータ
A … 辺長
W … 視野幅
max … 最大視野幅
S … スカウト像
M … 被検体
2 ... X-ray tube 3 ... Flat panel X-ray detector (FPD)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10a ... Overflow correction | amendment part 10b ... Reconstruction part 15 ... C-type arm control part 16 ... Motor A ... Side length W ... Field-of-view width Wmax ... Maximum field-of-view width S ... Scout image M ... Subject

Claims (3)

断層撮影を行う断層撮影装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、被検体を透過した放射線を検出する矩形の放射線検出手段と、前記放射線照射手段および前記放射線検出手段と、前記被検体とを相対的に回転させながら走査する回転走査を行う回転走査手段と、その回転走査手段での回転走査で得られたデータに基づいて再構成を行って断層像を取得する再構成手段とを備えるとともに、前記放射線検出手段の対角線の長さである最大視野幅まで拡大するように、前記放射線照射手段と前記放射線検出手段の中心とを結んだ軸である照射軸の軸心周りに前記放射線検出手段を回転させる検出回転手段と、前記照射軸の軸心周りに前記検出回転手段で前記放射線検出手段を回転させた状態で前記回転走査を行うように制御する制御手段とを備え
さらに、前記放射線照射手段から前記放射線検出手段への放射線の照視野からはみ出した視野外を、前記回転走査手段での回転走査で得られたデータに基づいて補正する第1視野外はみ出し補正手段を備えることを特徴とする断層撮影装置。
A tomography apparatus that performs tomography, a radiation irradiating unit that irradiates radiation, a rectangular radiation detecting unit that detects radiation transmitted through a subject, the radiation irradiating unit and the radiation detecting unit, and the subject A rotational scanning unit that performs rotational scanning that scans while rotating relative to each other, and a reconstruction unit that performs reconstruction on the basis of data obtained by rotational scanning by the rotational scanning unit and acquires a tomographic image And the radiation around the axis of the irradiation axis, which is an axis connecting the radiation irradiation means and the center of the radiation detection means , so as to expand to the maximum visual field width that is the length of the diagonal line of the radiation detection means Detection rotation means for rotating the detection means, and control for performing the rotation scanning in a state where the radiation detection means is rotated by the detection rotation means around the axis of the irradiation axis And a stage,
Furthermore, a first out-of-field projection correcting unit that corrects the out-of-field that protrudes from the irradiation field of radiation from the radiation irradiating unit to the radiation detecting unit based on data obtained by the rotational scanning in the rotational scanning unit. tomography apparatus characterized by comprising.
請求項1に記載の断層撮影装置において、前記回転走査手段での回転走査の回転軸に沿って平行に、前記放射線照射手段および前記放射線検出手段と、前記被検体とを相対的に直線移動させながら走査する直線走査を行う直線走査手段を備えることを特徴とする断層撮影装置。 2. The tomography apparatus according to claim 1 , wherein the radiation irradiating means, the radiation detecting means, and the subject are linearly moved relatively in parallel along a rotational axis of rotational scanning by the rotational scanning means. A tomographic apparatus comprising linear scanning means for performing linear scanning while scanning. 請求項2に記載の断層撮影装置において、前記放射線照射手段から前記放射線検出手段への放射線の照視野からはみ出した視野外を、前記直線走査手段での直線走査で得られたデータに基づいて補正する第2視野外はみ出し補正手段を備えることを特徴とする断層撮影装置。 3. The tomography apparatus according to claim 2 , wherein the outside of the visual field that protrudes from the irradiation field of radiation from the radiation irradiating unit to the radiation detecting unit is corrected based on data obtained by linear scanning by the linear scanning unit. A tomography apparatus comprising a second out-of-field projection correcting means.
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