JP5414511B2

JP5414511B2 - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP5414511B2
Application number: JP2009291352A
Authority: JP
Inventors: 智和原田
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2029-12-22
Also published as: JP2011130847A

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に係り、特に、撮影を行う架台の移動が可能なＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、被検体の撮影により生成される画像データを提供するものであり、診断や治療等の医療行為に重要な役割を果たしている。このＸ線ＣＴ装置は、寝台に支持された天板上に載置される被検体に対してＸ線を照射するＸ線照射部及び被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部を有する架台を備えている。この架台は円筒状の開口部を有し、架台内に収容された被検体の周りをＸ線照射部及びＸ線検出部が回転しながら、被検体にＸ線を照射すると共に被検体を透過したＸ線を検出して撮影を行う。そして、Ｘ線ＣＴ装置には、架台を例えばレール等の走行面上を移動させる架台移動部を備えた架台移動型Ｘ線ＣＴ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

架台移動型のＸ線ＣＴ装置では、被検体の病変部に放射線を照射して治療を行う放射線治療装置と組み合わせて用いられることがある。この場合、寝台及び放射線治療装置が所定の位置に配置され、架台を移動して天板上に載置された被検体の撮影が行われる。そして、撮影により得られた画像データに基づいて、撮影が行われた後の天板を放射線治療装置の方向に移動することにより被検体の位置決めを行った後、病変部に放射線を照射する。

特開２００９−１４２３３２号公報

しかしながら、架台が移動する走行面は、平坦度を物理的に求めているにも拘らず例えば１ｍｍから２ｍｍ程度の凹凸を有するため、最近の空間分解能が向上したＸ線ＣＴ装置では、撮影位置における架台の上下方向への位置ずれにより、画像データにぶれを生じる。これにより、放射線治療における被検体の不要な部位への被曝が増大する恐れがあるため、細心の注意が必要とされる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、画像データのぶれを防ぐことができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、請求項１に係る本発明のＸ線ＣＴ装置は、天板上に載置された被検体にＸ線を照射し、前記被検体を透過したＸ線を検出して撮影を行う架台と、前記架台における撮影に基づいて、画像データを生成する画像データ生成手段と、前記架台を前記天板の長手方向に移動する架台移動手段と、前記架台移動手段により移動された前記架台の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記架台の上下方向における位置の情報に基づいて、前記画像データ生成手段により生成された画像データを補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。

また、請求項３に係る本発明のＸ線ＣＴ装置は、天板上に載置された被検体にＸ線を照射し、前記被検体を透過したＸ線を検出して撮影を行う架台と、前記架台における撮影に基づいて、画像データを生成する画像データ生成手段と、前記架台を前記天板の長手方向に移動する架台移動手段と、前記架台移動手段により移動された前記架台の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記架台の上下方向における位置の情報に基づいて、前記架台を上下方向の基準位置へ移動する上下移動手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、撮影位置における架台の上下方向の位置を検出し、検出した位置に基づいて補正することにより、画像データのぶれを防ぐことができる。

本発明の実施例に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図。本発明の実施例に係る寝台部と架台の配置及び寝台部の構成を示す図。本発明の実施例に係る第２の位置を検出する検出方法の一例を説明するための図。本発明の実施例に係るＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャート。本発明の実施例に係る画像データ生成部で生成された画像データの一例を示す図。本発明の実施例に係る架台の撮影中心の移動方向における軌道の一例を示す図。本発明の実施例に係る補正部で補正された画像データの一例を示す図。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示したブロック図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、被検体Ｐが載置される寝台部２０と、寝台部２０上に載置された被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して撮影を行う移動可能に配置された架台１０と、架台１０における撮影により、画像データを生成する画像データ生成部３０とを備えている。

また、Ｘ線ＣＴ装置１００は、架台１０を寝台部２０の長手方向に移動する架台移動部４０と、架台１０の移動方向における位置（第１の位置）及びこの位置の上下方向における位置（第２の位置）を検出する位置検出部５０と、位置検出部５０で検出された位置の情報に基づいて画像データ生成部３０で生成された画像データを補正する補正部６０とを備えている。

更に、Ｘ線ＣＴ装置１００は、補正部６０で補正された画像データを表示する表示部７０と、寝台部２０及び架台１０を操作するための入力を行う操作部８０と、操作部８０から入力された入力情報に基づいて、寝台部２０、架台１０、画像データ生成部３０、架台移動部４０、位置検出部５０、及び補正部６０を制御するシステム制御部９０とを備えている。

図２は、寝台部２０と架台１０の配置及び寝台部２０の構成を示した図である。この寝台部２０は、ホームポジションの架台１０から離間して配置され、被検体Ｐが載置される天板２１、及び天板２１を移動可能に支持する寝台２２を備えている。そして、寝台２２は、天板２１を長手方向に移動する長手移動機構、上下方向に移動する上下移動機構、及び図示しない放射線治療装置の方向へ回転移動する回転機構を備えている。

図１に示した架台１０は、被検体Ｐの撮影を行う撮影部位を収容する円筒状の開口部１１と、この開口部１１内に収容された被検体Ｐの撮影部位にＸ線を照射するＸ線照射部１２と、Ｘ線照射部１２に高電圧を供給する高電圧発生部１３と、Ｘ線照射部１２から照射されたＸ線を検出するＸ線検出部１４と、Ｘ線検出部１４で検出された検出信号を収集して投影データを生成するデータ収集部１５とを備えている。

また、架台１０は、データ収集部１５で生成された投影データを画像データ生成部３０に出力するための例えば光を利用して送受信する送信部及び受信部を有するデータ伝送部１６と、Ｘ線照射部１２、高電圧発生部１３、Ｘ線検出部１４、データ収集部１５、及びデータ伝送部１６の送信部を支持する回転フレーム１７と、回転フレーム１７を開口部１１の中心に位置する撮影中心１８を中心として回転する回転機構１９とを備えている。

Ｘ線照射部１２はＸ線管を有し、高電圧発生部１３から供給される高電圧によりＸ線を発生し、発生したＸ線を回転フレーム１７の回転により回転しながら、開口部１１内の被検体Ｐに照射する。また、Ｘ線検出部１４はＸ線検出素子を有し、Ｘ線照射部１２からのＸ線照射により被検体Ｐを透過したＸ線を検出して電気信号に変換し、変換した検出信号を増幅してデータ収集部１５に出力する。

データ収集部１５は、Ｘ線検出部１４からの検出信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換した後、回転フレーム１７の所定の回転角度毎に収集して１ビューの投影データを生成し、生成した投影データをデータ伝送部１６に出力する。また、データ伝送部１６は、データ収集部１５からの投影データを画像データ生成部３０に出力する。

画像データ生成部３０は、架台１０のデータ伝送部１６から出力された投影データを保存する記憶部及びこの記憶部に保存された複数ビューの投影データを再構成して画像データを生成する再構成部を備えている。そして、生成した画像データを補正部６０に出力する。

架台移動部４０は、寝台部２０とホームポジションの架台１０間に配置されたガイドレール、このガイドレールに平行に配置されたネジ軸、架台１０に配置されたネジ軸に係合するボールネジナット及びこのボールネジナットを回転するモータ等の各ユニットにより構成される移動機構４１と、この移動機構４１を駆動制御する機構制御部４２とを備えている。そして、モータでボールネジナットを回転させることにより、架台１０をガイドレールに沿って、ホームポジションから天板２１の長手方向へ移動して、天板２１上に載置された被検体Ｐの撮影部位が開口部１１内に収容された撮影位置で停止する。

位置検出部５０は、第１の位置を検出する位置センサを有する。そして、例えばホームポジションにおける架台１０を基準位置として、架台移動部４０の移動機構４１に配置された例えばエンコーダ等の位置センサを用いて、基準位置から架台１０の移動方向に移動した第１の位置を検出する。また、第１の位置における架台１０の基準位置から上下方向に移動した第２の位置を検出する。

（図３）
図３は、第２の位置を検出する検出方法の一例を説明するための図である。先ず、ホームポジションにおける架台１０と寝台部２０間に、架台１０の撮影中心１８を通るワイヤを、セオドライ等を利用して水平に張る。そして、操作部８０から第２の位置情報を収集する操作が行われると、架台１０は、ホームポジションから移動しながら、架台移動部４０により移動可能な範囲Ｒのワイヤを撮影する。この撮影により画像データ生成部３０は、範囲Ｒの画像データを生成し、生成した画像データを位置検出部５０に出力する。

位置検出部５０は、ホームポジションにおける架台１０の例えば撮影中心１８を含む領域を撮影領域として生成された２次元の画像データを基準として、範囲Ｒの第１の位置で撮影中心１８を含む領域を撮影領域として生成された２次元の画像データから第２の位置を検出する。ここでは、基準とする画像データの中心にワイヤに対応するワイヤデータが位置し、第１の位置で生成されたワイヤデータの画像データ中心から上下方向に移動した位置に基づいて、第１の位置における架台１０の第２の位置を検出する。

そして、範囲Ｒを移動した架台１０の第１の位置及びこの位置における第２の位置の情報を補正部６０に出力する。また、操作部８０から撮影を行うための架台１０を撮影位置へ移動する操作が行われると、撮影位置における第１の位置の情報を補正部６０に出力する。

補正部６０は、第２の位置情報の収集操作に応じて、位置検出部５０から出力される第１及び第２の位置の情報を保存する記憶回路６０ａを有する。そして、記憶回路６０ａに保存した第１及び第２の位置情報、並びに位置検出部５０から出力される撮影位置における架台１０の第１の位置の情報に基づいて、架台１０の基準位置に対して上下方向へずれた距離を算出し、算出した距離に基づいて架台１０の基準位置に対する上下方向へのずれによる画像データ生成部３０から出力された画像データの上下方向へのぶれを補正する。

表示部７０は、液晶パネルやＣＲＴなどのモニタを備え、補正部６０で補正された画像データ等を表示する。

操作部８０は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネル、更には各種スイッチなど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、寝台部２０の天板２１や架台１０を移動する操作等、被検体Ｐの撮影に関る様々な入力操作を行う。

システム制御部９０は、ＣＰＵと記憶回路を備え、操作部８０からの操作により入力された入力情報を一旦記憶した後、これらの入力情報に基づいて、架台１０における回転フレーム１７の回転、投影データの生成、画像データの生成、及び表示や、天板２１や架台１０の移動に関する制御などシステム全体の制御を行う。そして、架台１０を移動させながら、被検体Ｐの撮影を行わせる。また、架台１０を停止させて、被検体Ｐの撮影を行わせる。

以下、図１乃至図７を参照して、Ｘ線ＣＴ装置１００の動作の一例を説明する。図４は、Ｘ線ＣＴ装置１００の動作を示すフローチャートである。また、図５は、架台１０の撮影中心１８の軌道の一例を示す図である。また、図６は、画像データ生成部３０で生成された画像データの一例を示す図である。また、図７は、補正部６０で補正された画像データの一例を示す図である。

図４において、補正部６０の記憶回路６０ａには、架台１０の移動可能な範囲Ｒにおける第１及び第２の位置情報が保存されている。寝台部２０の天板２１は被検体Ｐの乗降が容易な高さである乗降位置で停止し、架台１０はホームポジションで停止している。そして、被検体Ｐが天板２１上に載置された後、操作部８０から被検体Ｐの撮影を行うために天板２１を移動する操作が行われると、Ｘ線ＣＴ装置１００は動作を開始する（ステップＳ１）。

システム制御部９０は、寝台部２０、架台１０、画像データ生成部３０、架台移動部４０、位置検出部５０、及び補正部６０に撮影を指示する。寝台部２０の寝台２２は、天板２１を乗降位置から被検体Ｐの撮影部位の中心がホームポジションの架台１０の撮影中心１８の高さになるまで上に移動した後、架台１０方向へ移動して、被検体Ｐの撮影が可能な撮影位置で停止する（ステップＳ２）。

操作部８０から撮影のために架台１０を天板２１の方向へ移動する操作が行われると、架台移動部４０の移動機構４１は、架台１０をホームポジションから天板２１方向へ移動して、天板２１上に載置された被検体Ｐの撮影部位が開口部１１内に収容される撮影位置で停止する（ステップＳ３）。

操作部８０から撮影を行う操作が行われると、架台１０のＸ線照射部１２は、高電圧発生部１３から供給される高電圧によりＸ線を発生し、発生したＸ線を回転フレーム１７の回転により回転しながら、被検体Ｐの撮影部位に照射する。Ｘ線検出部１４は、Ｘ線照射部１２からのＸ線照射により被検体Ｐの撮影部位及び天板２１を透過したＸ線を検出してその検出信号をデータ収集部１５に出力する。データ収集部１５は、Ｘ線検出部１４からの検出信号から投影データを生成し、生成した投影データをデータ伝送部１６に出力する。データ伝送部１６は、データ収集部１５からの投影データを画像データ生成部３０に出力する。画像データ生成部３０は、架台１０のデータ伝送部１６から出力された投影データを再構成して画像データを生成し、生成した画像データを補正部６０に出力する（ステップＳ４）。

図５は、画像データ生成部３０で生成された画像データの一例を示した図である。この画像データ３１は、被検体Ｐの撮影部位に対応する被検体データ３２、この被検体データ３２の下に位置する天板２１に対応する天板データ３３、及び被検体データ３２及び天板データ３３を包囲する開口部１１内の空気に対応する空気データ３４により構成される。そして、この画像データ３１の画像中心３１１が架台１０の撮影中心１８に対応している。

補正部６０は、記憶回路６０ａに保存した第１及び第２の位置情報、並びに位置検出部５０から出力される撮影位置へ移動した架台１０の第１の位置の情報に基づいて、撮影位置における架台１０の基準位置に対して上下方向へずれた距離を算出し、算出した距離に基づいて架台１０の基準位置に対して上下方向へぶれた画像データ３１を補正する（図４のステップＳ５）。

次に、補正部６０で補正される画像データ３１の補正について説明する。
図６は、架台１０の移動方向における撮影中心１８の軌道の一例を示した図である。この架台１０は、ホームポジションと寝台部２０の寝台２２近傍間である範囲Ｒを天板２１の長手方向である矢印Ｌ１及びこのＬ１方向とは反対方向である矢印Ｌ２方向へ移動する。また、範囲Ｒを移動する架台１０の撮影中心１８は、曲線で表される軌道１８１上を通る。

この軌道１８１は、補正部６０の記憶回路６０ａに保存された第１及び第２の位置情報を、基準位置における架台１０の撮影中心１８を通る天板２１の長手方向に延びた水平なＸ軸及びこのＸ軸に直交する鉛直線方向に延びたＹ軸の２次元座標軸上にプロットすることにより表され、移動機構４１の図示しない例えば床に配置されたガイドレールの平坦度に対応している。なお、ガイドレールを天井に配置し、架台１０を天井吊りにして移動させるように実施してもよい。

ここで、被検体Ｐの撮影部位が図６に破線で示した例えば頭部断面であると、撮影部位における撮影中心１８は、Ｘ軸から距離Ｄ下方にずれているため、画像データ生成部３０で生成された画像データ３１は、距離Ｄに応じた距離上方へぶれていることになる。従って、補正部６０では、上方へぶれた画像データ３１の例えば被検体データ３２及び天板データ３３を下方へ移動して補正する。

このように、記憶回路６０ａに範囲Ｒにおける架台１０の第１及び第２の位置情報を記憶回路６０ａに保存し、位置検出部５０からの撮影位置における架台１０の第１の位置の情報に基づいて、撮影位置における架台１０の基準位置に対して下方へずれた距離Ｄを算出することができる。

図７は、補正部６０で補正された画像データを示した図である。この画像データ３１ａは、図５に示した画像データ３１に含まれる被検体データ３２及び天板データ３３が下方へ距離Ｄに応じた距離Ｄ１下方へ移動した被検体データ３２ａ及び天板データ３３ａを含んでいる。

このように、算出した距離Ｄに応じた距離Ｄ１移動することにより、上方にぶれた画像データ３１を補正することができる。この補正により、画像データのぶれを防ぐことができる。

撮影の終了後、架台移動部４０は、架台１０を撮影位置から移動し、ホームポジションで停止する（ステップＳ６）。そして、システム制御部９０が、寝台部２０、架台１０、画像データ生成部３０、架台移動部４０、位置検出部５０、及び補正部６０を停止させることにより、Ｘ線ＣＴ装置１００は撮影の動作を終了する（ステップＳ７）。

撮影終了後、補正された画像データ３１ａに基づいて、撮影が行われた後の天板２１を放射線治療装置の方向に移動して被検体Ｐの位置決めを行った後、被検体Ｐの放射線治療が行われる。

以上述べた本発明の実施例によれば、架台１０の移動可能な範囲Ｒにおける移動方向及び上下方向の第１及び第２の位置を検出することができる。そして、検出した範囲Ｒにおける第１及び第２の位置情報及び撮影位置における架台１０の第１の位置情報に基づいて、撮影位置における架台１０の基準位置に対して上下方向にずれた距離を算出し、算出した距離に基づいてぶれた画像データ３１を補正することができる。これにより、画像データのぶれを防ぐことができるため、被検体Ｐの病変部以外への不要な被曝を低減することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、架台１０の移動可能な範囲Ｒにおける移動方向及び上下方向の第１及び第２の位置を検出し、検出した第１及び第２の位置の情報に基づいて、撮影位置で架台１０が基準位置に対して上下方向にずれている場合にその架台１０を基準位置へ移動する上下移動機構を設けるように実施してもよい。これにより、画像データのぶれを防ぐことができるため、被検体Ｐの病変部以外への不要な被曝を低減することができる。

Ｐ被検体
１０架台
１１開口部
１２Ｘ線照射部
１３高電圧発生部
１４Ｘ線検出部
１５データ収集部
１６データ伝送部
１７回転フレーム
１８撮影中心
１９回転機構
２０寝台部
２１天板
２２寝台
３０画像データ生成部
４０架台移動部
４１移動機構
４２機構制御部
５０位置検出部
６０補正部
６０ａ記憶回路
７０表示部
８０操作部
９０システム制御
１００Ｘ線ＣＴ装置

Claims

天板上に載置された被検体にＸ線を照射し、前記被検体を透過したＸ線を検出して撮影を行う架台と、
前記架台における撮影に基づいて、画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記架台を前記天板の長手方向に移動する架台移動手段と、
前記架台移動手段により移動された前記架台の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された前記架台の上下方向における位置の情報に基づいて、前記画像データ生成手段により生成された画像データを補正する補正手段とを
備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記補正手段は、前記画像データ生成手段により生成された画像データを、この画像データを得るために撮影が行われた撮影位置の前記架台の基準位置に対して上下方向のずれた方向へ移動して補正するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
天板上に載置された被検体にＸ線を照射し、前記被検体を透過したＸ線を検出して撮影を行う架台と、
前記架台における撮影に基づいて、画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記架台を前記天板の長手方向に移動する架台移動手段と、
前記架台移動手段により移動された前記架台の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された前記架台の上下方向における位置の情報に基づいて、前記架台を上下方向の基準位置へ移動する上下移動手段とを
備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。