JP5355277B2 - X線ct装置及びその画像表示処理プログラム - Google Patents

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Description

本発明は、X線CT技術に係り、特に、リアルタイム・ヘリカルスキャンを実行するX線CT装置及びその画像表示処理プログラムに関する。
近年、ヘリカルスキャンと同時にリアルタイムで各種画像データを生成するとともに、その画像データに基づくCT画像を表示していくX線CT装置が提案されている(特許文献1参照)。
このX線CT装置を用いると、オペレータはヘリカルスキャンの実行中にスキャン停止の要否を現状判断でき、スキャノグラムなどに基づいて予め定められた撮影範囲を漏れなく且つ正確にスキャンを実行できる。その結果、スキャンのやり直しは減少し、被検体の被ばく線量が抑えられ、また、スループットが向上するなどの優れた臨床的効果がもたらされる。
特開2007−319397号公報
リアルタイム・ヘリカルスキャンにあっては、オペレータはリアルタイムで表示されるCT画像を観察し、予定の撮影範囲を対象としてスキャンが完了したと判断したときにスキャン停止操作を行う。
しかし、近年のX線CT装置は、X線検出素子アレイの多列化などの技術進歩により、スキャンが高速化しつつある。スキャンの高速化は、被検体をX線照射場に移送する寝台の天板駆動スピードの高速化でもあり、リアルタイムで表示されるCT画像の切り替えの高速化でもある。そのため、オペレータがスキャン停止操作のタイミング指標となるCT画像を見逃してしまい、スキャン範囲が予定の撮影範囲を大きく超えて被検体の被ばく線量が増加することが心配される。
この問題の解決策の1つは、予定の撮影範囲を対象としたスキャンが完了した時点で、オペレータの停止操作によることなく自動的にスキャンを停止させることである。しかし、スキャンの自動停止制御を用いると、例えば被検体の体動によって予定の撮影範囲に満たないスキャンとなったり、予定の撮影範囲にかかわらずスキャンを延長し或いは中断すべき場合などに柔軟に対応できず、リアルタイムでCT画像を表示していく長所が活かされない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、CT画像の観察に基づくオペレータのスキャン停止操作が支援され、スキャン停止のタイミング見逃しによる被検体の被ばく線量増加を防止できるX線CT装置及びその画像表示処理プログラムを提供することを目的とする。
上述した目的を達成するため、本発明に係るX線CT装置では、ヘリカルスキャンを実行しながら画像データを生成するとともに、その画像データに基づくCT画像をリアルタイム画像として逐次表示し、操作者の停止要求を受けたタイミングでヘリカルスキャンを停止するX線CT装置において、被検体に設定された特定のスキャン位置をキャプチャ位置とし、スキャン位置がキャプチャ位置に到達したか否かを判定するスキャン位置判定部と、そのキャプチャ位置のCT画像を静止画であるキャプチャ画像とし、このキャプチャ画像をリアルタイム画像とともに表示する表示部とを備えることを特徴とする。
本発明に係る画像表示処理プログラムでは、ヘリカルスキャンの実行中に、そのヘリカルスキャンで生成される画像データに基づくCT画像をリアルタイム画像として表示部に逐次表示させるX線CT装置の画像表示処理プログラムにおいて、被検体に設定された特定のスキャン位置をキャプチャ位置とし、スキャン位置がキャプチャ位置に到達したか否かを判定するステップと、そのキャプチャ位置のCT画像を静止画であるキャプチャ画像とし、このキャプチャ画像をリアルタイ画像とともに表示させるステップとを実行することを特徴とする。
本発明によれば、CT画像の観察に基づくオペレータのスキャン停止操作が支援され、スキャン停止のタイミング見逃しによる被検体の被ばく線量増加を防止できる。
本発明に係るX線CT装置の第1実施形態を示す機能ブロック図。 ヘリカルスキャンに先立って設定されるキャプチャ位置の設定説明図。 図1のX線CT装置にて実行されるキャプチャ画像表示処理の流れ(画像表示処理プログラム)を示すフローチャート。 図1のX線CT装置にて実行されるキャプチャ画像表示処理の説明図。 本発明に係るX線CT装置の第2実施形態を示すフローチャートであり、キャプチャ画像表示処理の流れ(画像表示処理プログラム)を示すフローチャート。 図5のX線CT装置にて実行されるキャプチャ画像表示処理の説明図。
添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
(第1実施形態)
図1は本発明に係るX線CT装置の第1実施形態を示す機能ブロック図である。
第1実施形態のX線CT装置1は、ヘリカルスキャンを実行しながら画像データを生成するとともに、その画像データに基づくCT画像をリアルタイム画像として逐次表示し、操作者の停止要求を受けたタイミングでヘリカルスキャンを停止するX線CT装置である。このX線CT装置1は、寝台2、X線照射架台3、データ処理部4、表示部5、入力部6、システム制御部7、及び、スキャン位置判定部8を備える。
寝台2は、被検体Pを載置する天板201と、天板201をX線照射架台3のX線照射場に向かって移動させヘリカルスキャンを可能とする天板駆動装置202とを有する。
X線照射架台3は、被検体挿通路301を形成し、回転駆動装置302の駆動制御を受けて被検体挿通路301の外周に沿って360℃回転されるX線発生管303、X線検出器304、高電圧発生装置305、データ収集装置(DAS)306を有する。
X線発生管303とX線検出器304は、天板201に載置された被検体Pを挟んで対向保持されて一体となって回転する。このX線発生管303は、高電圧発生装置305から所要の管電圧の供給を受け、360°の任意回転位置から管電圧に応じたエネルギーのX線ファンビームを被検体Pに向かって放射する。X線検出器304は、ヘリカルスキャンの高速化を図るため、複数のX線検出素子(図示省略)がその回転方向D1及びアキシャル方向(体軸方向)D2の各方向に2次元配置されるX線検出素子アレイにより構成される。
データ収集装置306は、ヘリカルスキャンに基づいてX線検出器に蓄積され、被検体Pを通過した透過X線の減衰率情報を保有する蓄積電荷(X線検出信号)を読み出し、ディジタルデータに変換してデータ処理部4に送る。
データ処理部4は、前処理部401、再構成処理部402、記憶部403及び画像処理部404を有する。
前処理部401は、データ収集装置306から送られてくるディジタルデータに対し、感度補正やX線減衰率の対数変換(ラドン変換)などの各種の処理を施して投影データとする。再構成処理部402は、前処理部401で生成された投影データについてフーリエ変換法などに基づく再構成処理を施してX線減衰率分布を算出し、被検体PのCT画像となる画像データを生成する。生成された画像データは記憶部403に保存される。画像処理部404は、記憶部403に保存された画像データに基づいて、任意断面の断層画像データ或いはレンダリング処理による3次元立体画像データなど、各種の画像データに変換する。
表示部5は、画像処理部404にて断層画像データが生成されたタイミングでその断層画像データを読み込むとともに、モニタの表示画面(図示省略)に断層像に関わるCT画像を表示する。即ち、表示部5は、ヘリカルスキャンの実行中に、アキシャル方向D2の各位置の断層画像データが生成されるのと略同期して、その各位置の断層像に関わるCT画像をリアルタイム画像として逐次表示していく。
なお、入力部6は、表示部5のモニタに表示される画像コントラスト、静止画/動画の切り替えや関心領域(ROI)などの表示条件等のユーザ設定を可能とし、システム制御部7は、ユーザ設定に基づいて天板駆動装置202、回転駆動装置302、高電圧発生装置305及びデータ収集装置306を制御する。
次に、X線CT装置1にて実行されるキャプチャ画像表示処理を説明する。
一般に、ヘリカルスキャンに先立って、スキャノグラムを用いて被検体Pの撮影範囲が設定される。この撮影範囲は、被検体Pのアキシャル方向D2のスキャン範囲を定めるもので、図2に示すように、スキャン開始位置(例えば、胸部の所定位置)からスキャン停止位置(例えば、腹部の所定位置)が設定される。このスキャン開始位置とスキャン停止位置とで定められる撮影範囲は、撮影の対象とする注目部位を包含する領域となる。
X線CT装置1を用いたヘリカルスキャンにあっては、撮影範囲の設定に加え、図2に示すようにキャプチャ位置が設定される。このキャプチャ位置は、スキャン開始位置よりもスキャン停止位置寄りに設定される。表示部5は、スキャン位置判定部8と協働し、キャプチャ位置のCT画像(キャプチャ画像)をリアルタイム画像とともにモニタの表示画面に表示する。
図3はX線CT装置1にて実行されるキャプチャ画像表示処理の流れ(画像表示処理プログラム)を示すフローチャートである。
ステップS101は、ヘリカルスキャンを実行するステップである。ヘリカルスキャンの開始は、オペレータのスキャン開始要求を受けて行われる。
ステップS102は、表示部5がリアルタイム画像を表示するステップである。表示部5は、オペレータのスキャン停止要求がない限り、ヘリカルスキャンの実行中にスキャン開始位置(図2参照)のCT画像(断層画像)を始めとして、各スキャン位置のCT画像をリアルタイム画像としてモニタの表示画面に表示していく。
ステップS103は、スキャン位置判定部8がヘリカルスキャンによる現在のスキャン位置を特定可能なスキャン位置信号を読み込むステップである。このスキャン位置信号は、天板201の位置ないし天板201の駆動量が用いられ、天板駆動装置202から出力される信号が利用される。
ステップS104は、スキャン位置判定部8がステップS103で読み込んだスキャン位置信号に基づき、現在のスキャン位置がキャプチャ位置に到達したか否か<Yes/No>を判定するステップである。
ステップS105は、ステップS104で<Yes>と判定した場合に実行し、表示部5がキャプチャ画像を表示するステップである。キャプチャ画像は、図4に示すようにリアルタイム画像(ステップS102)の表示画面と同一の画面にポップアップ表示される。なお、図4に示す「位置決め画像」は、スキャノグラムなどに基づいて定められた撮影範囲を示す画像である。
ステップS106は、ステップS105に続いて又はステップS104で<No>と判定した場合に実行し、オペレータのスキャン停止要求があったか否か(Yes/No)を判定するステップである。
ステップS107は、ステップS106で<Yes>と判定した場合に実行し、ヘリカルスキャンを停止するステップである。なお、ステップS106で<No>と判定した場合はステップS101に移行し、ステップS102〜ステップS107の処理が繰り返される。
次に、作用を説明する。
X線CT装置1にあっては、オペレータによるスキャン開始要求を受けてヘリカルスキャンが開始されると、現在のスキャン位置がキャプチャ位置に到達したか否かが常時判定される(ステップS104)。
スキャン位置がキャプチャ位置に到達するまでは、オペレータのスキャン停止要求がない限り、ステップS101→ステップS102→ステップS103→ステップS104→ステップS106→ステップS101という流れで処理が繰り返される。
即ち、ヘリカルスキャンの実行中にリアルタイム画像が表示され更新されていく。従って、オペレータは、リアルタイム画像を観察してスキャン停止要求のタイミングを計ることができる。
スキャン位置がキャプチャ位置に到達したときは、オペレータのスキャン停止要求がない限り、ステップS101→ステップS102→ステップS103→ステップS104→ステップS105→ステップS106→ステップS101という流れで処理が繰り返される。
即ち、ヘリカルスキャンの実行中にリアルタイム画像が表示され更新されるとともに、特定のスキャン位置のCT画像がキャプチャ画像として静止画表示され且つ保持される。従って、オペレータは、リアルタイム画像と静止画であるキャプチャ画像とを併用してスキャン停止の要否を判断できる。そのため、リアルタイム画像の観察のみではスキャン停止の要否判断が困難な場合であっても、オペレータによるスキャン停止のタイミング見逃しの低減が期待できる。
また、キャプチャ画像が表示されるキャプチャ位置は、スキャン停止位置(撮影範囲の終盤)の近傍に且つスキャン開始位置寄りに設定されることから、キャプチャ画像の表示は、現在のスキャン位置がスキャン停止位置に近づいたこと、即ち、スキャンを停止すべきタイミングに近づいたことの注意喚起となる。
次に、効果を説明する。
X線CT装置1にあっては、
(1)被検体Pに設定された特定のスキャン位置をキャプチャ位置とし、スキャン位置がキャプチャ位置に到達したか否かを判定するスキャン位置判定部8と、キャプチャ位置のCT画像を静止画たるキャプチャ画像とし、このキャプチャ画像をリアルタイム画像とともに表示する表示部5とを備える。このため、CT画像の観察に基づくオペレータのスキャン停止操作において、スキャン停止のタイミング見逃しによる被検体の被ばく線量増加を防止できる。
(2)スキャン位置判定部8は、被検体Pを天板201に載せてX線照射場に移送する寝台2の天板駆動量又はその天板の位置に基づいて、スキャン位置がキャプチャ位置に到達したか否かを判定する。このように天板201の位置やその駆動量を用いると現在のスキャン位置を一義的に特定できるので、精度の高いスキャン位置判定を行うことができ、(1)の効果が高められる。
また、画像表示処理プログラムにあっては、
(3)被検体Pに設定された特定のスキャン位置をキャプチャ位置とし、スキャン位置がキャプチャ位置に到達したか否かを判定するステップS104と、キャプチャ位置のCT画像を静止画たるキャプチャ画像とし、このキャプチャ画像をリアルタイ画像とともに表示するステップS105とを実行する。このため、CT画像の観察に基づくオペレータのスキャン停止操作において、スキャン停止のタイミング見逃しによる被検体の被ばく線量増加を防止できる。
(第2実施形態)
第2実施形態のX線CT装置1Aは、第1実施形態のX線CT装置1にて実行されるキャプチャ画像表示処理の流れ(画像表示処理プログラム)を変更した例である。
図5はX線CT装置1Aにて実行されるキャプチャ画像表示処理の流れ(画像表示処理プログラム)を示すフローチャートである。なお、ステップS201、ステップS202、ステップS206及びステップS207の各処理は、夫々、第1実施形態のステップS101、ステップS102、ステップS106及びステップS107の各処理と同様であるので、説明を省略する。
ステップS203は、スキャン位置判定部8がヘリカルスキャンによる現在のスキャン位置を特定(カウント)するステップである。スキャン位置判定部8は、複数個所のスキャン位置を特定する。最初のキャプチャ位置(第1キャプチャ位置)の特定は、第1実施形態と同様に、天板201の位置ないし天板201の駆動量を用いて行われる。
ステップS204は、スキャン位置判定部8がステップS203で特定したスキャン位置に基づき、現在のスキャン位置が第1キャプチャ位置に到達したか否か<Yes/No>を判定するステップである。
ステップS205は、ステップS204で<Yes>と判定した場合に実行し、表示部5が第1キャプチャ画像を表示するステップである。キャプチャ画像は、図6に示すようにリアルタイム画像(ステップS202)の表示画面と同一の画面にポップアップ表示される。なお、図4に示す「位置決め画像」は、スキャノグラムなどに基づいて定められた撮影範囲を示す画像である。
ステップS206は、ステップS205に続いて又はステップS204で<No>と判定した場合に実行し、オペレータのスキャン停止要求があったか否か(Yes/No)を判定するステップである。
ステップS207は、ステップS206で<Yes>と判定した場合に実行し、ヘリカルスキャンを停止するステップである。ステップS206で<No>と判定した場合は、ステップS201に移行し、ステップS202〜ステップS207の処理が繰り返される。
2回目のステップS204は、スキャン位置判定部8が天板201の位置ないし天板201の駆動量に代えて「経過時間」を読み込むステップである。「経過時間」は、スキャン位置が第1スキャン位置に到達したと判定した時点からの経過時間である。
ステップS204は、スキャン位置判定部8がステップS203で特定した経過時間に基づき、現在のスキャン位置が次のキャプチャ位置(第2キャプチャ位置)に到達したか否か<Yes/No>を判定するステップである。第2キャプチャ位置は、スキャン位置が第1スキャン位置に到達したと判定した時点から1秒間経過した時点のスキャン位置とされる。3回目以降のステップ203及びステップS204についても同様である。
ステップS205は、各回のステップS204で<Yes>と判定した場合に実行し、表示部5が各キャプチャ画像を表示するステップである。第2キャプチャ画像その他のキャプチャ画像は、図6に示すようにリアルタイム画像の表示画面と同一の画面に順次ポップアップ表示される。
次に、作用を説明する。
X線CT装置1Aにあっては、オペレータによるスキャン開始要求を受けてヘリカルスキャンが開始されると、現在のスキャン位置がキャプチャ位置に到達したか否かが常時判定される(ステップS204)。
スキャン位置がキャプチャ位置に到達したときは、オペレータのスキャン停止要求がない限り、ステップS201→ステップS202→ステップS203→ステップS204→ステップS205→ステップS206→ステップS201という流れで処理が繰り返される。
即ち、ヘリカルスキャンの実行中にリアルタイム画像が表示され更新されるとともに、特定且つ複数のスキャン位置のCT画像がキャプチャ画像として静止画表示され且つ保持される。従って、オペレータは、リアルタイム画像と静止画である複数のキャプチャ画像とを併用してスキャン停止の要否を判断できる。そのため、リアルタイム画像の観察のみではスキャン停止の要否判断が困難な場合であっても、オペレータによるスキャン停止のタイミング見逃しが格段に低減することが期待できる。
特に、キャプチャ画像は、スキャンの進行に合わせて複数表示されていくので、例えば、被検体Pの血管に造影剤を注入してアキシャル画像を得る場合にあっては、造影剤の染まり具合の進展を確認しながらヘリカルスキャンを行うことが可能となる。
即ち、造影剤の浸透が十分でなく第1キャプチャ画像が不鮮明であったときは、スキャンを暫時中断して一定時間の経過後にスキャンを再開し、同様に第2キャプチャ画像が不鮮明であったときは、再びスキャンを中断して一定時間の経過後にスキャンを再開するといった慎重なスキャン操作が可能となる。その結果、造影剤の浸透が不十分でCT画像が不鮮明となり、スキャンをやり直すという不都合を防止できる。なお、他の作用は第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
次に、効果を説明する。
X線CT装置1Aにあっては、第1実施形態の(1)及び(2)の効果に加え、次の効果を得ることができる。
(4)キャプチャ位置はアキシャル方向に沿って複数設定され、表示部5は一度表示したキャプチャ画像の表示を保持しつつ、各キャプチャ位置のキャプチャ画像を1画面に並べて表示していく。即ち、キャプチャ画像は、スキャンの進行に合わせて複数表示されていく。このため、造影剤を用いたアキシャル画像を得る場合において、造影剤の染まり具合を確認しつつヘリカルスキャンを実行でき、CT画像の不鮮明によるスキャンのやり直し、つまり、スループットの悪化や被検体の被ばく線量増加を防止できる。
以上、本発明に係るX線CT装置及びその画像表示処理プログラムを第1実施形態及び第2実施形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載の発明の要旨を逸脱しない限り設計の変更や追加等は許容される。
例えば、第2実施形態では、スキャン位置が最初のキャプチャ位置に到達した時点から1秒間経過した時点のスキャン位置を次のキャプチャ位置とする例を示したが、この経過時間は適宜設定でき、例えば、第1キャプチャ位置への到達を判定してから1.5秒間経過した時点のスキャン位置を第2キャプチャ位置とし、第2キャプチャ位置への到達を判定してから2秒間経過した時点のスキャン位置を第3キャプチャ位置としてもよい。
また、スキャン位置がキャプチャ位置に到達したか否かの判定は、スキャン位置が最初のキャプチャ位置に到達したと判定した時点のスキャン位置を基準位置とする天板駆動量(例えば、1cm)を用いて判定してもよい。
また、第1実施形態及び第2実施形態ともに、再構成処理を経た画像データを用いてリアルタイム画像を表示させる例としたが、再構成処理の速度不十分によりリアルタイム画像が表示困難である場合は、例えば、投影データに対して再構成処理よりも簡易で且つ処理時間を要しない処理を施して画像データを生成し、その画像データを用いてリアルタイム画像を表示させるようにしてもよい。
P……被検体, D1……回転方向, D2……アキシャル方向, 1……X線CT装置, 2……寝台, 201……天板, 202……天板駆動装置, 3……X線照射架台, 301……被検体挿通路, 302……回転駆動装置, 303……X線発生管, 304……X線検出器, 305……高電圧発生装置, 306……データ収集装置, 4……データ処理部, 401……前処理部, 402……再構成処理部, 403……記憶部, 404……画像処理部, 5……表示部, 6……入力部,
7……システム制御部, 8……スキャン位置判定部.

Claims (5)

  1. ヘリカルスキャンを実行しながら画像データを生成するとともにその画像データに基づくCT画像をリアルタイム画像として逐次表示し、操作者の停止要求を受けたタイミングでヘリカルスキャンを停止するX線CT装置において、
    被検体に設定された特定のスキャン位置をキャプチャ位置とし、スキャン位置がキャプチャ位置に到達したか否かを判定するスキャン位置判定部と、
    前記キャプチャ位置のCT画像を静止画であるキャプチャ画像とし、このキャプチャ画像をリアルタイム画像とともに表示する表示部と、
    を備えることを特徴とするX線CT装置。
  2. 前記キャプチャ位置は、アキシャル方向に沿って複数設定され、
    前記表示部は、1度表示したキャプチャ画像の表示を保持し、各キャプチャ位置のキャプチャ画像を1画面に並べて表示していくことを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
  3. 前記スキャン位置判定部は、被検体を天板に載せてX線照射場に移送する寝台の天板駆動量又はその天板の位置に基づいて、スキャン位置がキャプチャ位置に到達したか否かを判定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のX線CT装置。
  4. 前記スキャン位置判定部は、
    スキャン位置が最初のキャプチャ位置に到達したか否かを判定するときは、被検体を天板に載せてX線照射場に移送する寝台の天板駆動量又はその天板の位置を指標とし、
    スキャン位置が次ぎのキャプチャ位置に到達したか否かを判定するときは、スキャン位置が最初のスキャン位置に到達したと判定した時点を基準とする経過時間、又は、天板駆動量を指標とすることを特徴とする請求項2に記載のX線CT装置。
  5. ヘリカルスキャンの実行中に、そのヘリカルスキャンで生成される画像データに基づくCT画像をリアルタイム画像として表示部に逐次表示させるX線CT装置の画像表示処理プログラムにおいて、
    被検体に設定された特定のスキャン位置をキャプチャ位置とし、スキャン位置がキャプチャ位置に到達したか否かを判定するステップと、
    前記キャプチャ位置のCT画像を静止画であるキャプチャ画像とし、このキャプチャ画像をリアルタイ画像とともに表示させるステップと、
    を実行することを特徴とする画像表示処理プログラム。
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