JP5597364B2 - X線コンピュータ断層撮影装置および撮影制御プログラム - Google Patents

X線コンピュータ断層撮影装置および撮影制御プログラム Download PDF

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Description

この発明は、X線コンピュータ断層撮影装置および撮影制御プログラムに関する。
従来より、X線コンピュータ断層撮影装置(以下、X線CT装置、CT;Computed Tomography)による撮影において、X線CT画像をほぼリアルタイムに生成して表示するCT透視が行なわれている(例えば、特許文献1参照)。具体的には、CT透視では、投影データの収集レートを小さくして画像再構成処理に要する時間を短くすることで、X線CT画像がリアルタイムに生成され表示される。これにより、X線CT装置は、穿刺治療などを行なう医師に対し、治療対象部位が描出されたX線CT画像をリアルタイムで表示することが可能となる。
X線CT装置では、X線管球とX線検出器とが被検体の体軸を中心に回転され、X線管球から照射され被検体を透過したX線がX線検出器により検出される。そして、X線CT装置では、X線検出器が検出したデータから投影データが生成され、投影データが逆投影処理されることでX線CT画像が再構成される。すなわち、X線CT画像は、X線管球とX線検出器との回転面における断層像となる。
ここで、穿刺治療を行なう医師は、X線CT画像を参照して治療対象部位に挿入された注射針やカテーテルの位置を把握する必要がある。しかし、X線CT画像が回転面における断層像であることから、X線CT画像に描出される断面には、必ずしも注射針やカテーテルが含まれるとは限られない。
そこで、CT透視とともに、X線CT画像の断面とは異なる断面が描出された投影像を同時に撮影する技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。具体的には、投影像は、特定の位相にあるX線管球から照射され被検体を透過したX線により生成された投影データを逆投影処理せずに画像化したものである。すなわち、かかる技術では、投影像を生成する際のX線管球の位相を調整することで、X線CT画像とともに、X線CT画像とは異なる断面が描出された投影像をリアルタイムで表示することができる。
特に、近年、被検体の体軸方向に沿って複数列のX線検出素子が配列されたX線検出器(例えば、体軸方向に160mmにわたりX線検出素子が配列された面検出器など)が実用化の段階に入っているため、視野の広い透視像を生成することが可能となっている。
なお、X線CT画像(CT透視による断層像)と透視像とを同時に撮影する場合、X線被曝量低減および透視像の視野確保の観点から、典型的には、断層像の撮影時は、X線照射のビーム幅が狭くなるように設定され、透視像の撮影時は、X線照射のビーム幅が広くなるように設定される。
特開2000−350724号公報 特開2006−141709号公報
ところで、上記した従来の技術では、X線被曝量低減および透視像の視野確保のために、X線のビーム幅を変更する必要があるが、コリメータの開度調整に要する時間から生じることから、X線CT画像および透視像の生成時期に、時差が生じてしまう。
しかし、生成時期の時差が生じないようにするために、X線のビーム幅をX線CT画像(断層像)の撮影条件に固定すると、ビーム幅が狭くなるため、透視像の視野は、狭くなってしまう。逆に、X線のビーム幅を透視像の撮影条件に固定すると、ビーム幅が広くなるため、X線被曝量は、増大してしまう。
すなわち、上記した従来の技術は、X線CT画像(断層像)と透視像とを同時に撮影する場合、透視像の適切な視野を確保することと、X線被曝量の低減を保証することと、X線CT画像および透視像の生成時期に時差が生じないこととが同時に満たされないという課題があった。
そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、X線CT画像と透視像とを同時に撮影する場合に、透視像の視野を広く確保したうえで、X線被曝量が低減され、かつ、X線CT画像および透視像が目的とする時期で生成されることが可能となるX線コンピュータ断層撮影装置および撮影制御プログラムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1記載の本発明は、X線を照射する複数のX線管球と、前記複数のX線管球それぞれに対して被検体を挟んで対向する位置に配置され、前記被検体を透過したX線を検出する複数のX線検出器とから構成される複数対のX線検出手段と、前記複数対のX線検出手段のX線検出器それぞれが検出したX線から、逆投影処理を行なうための投影データを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段が収集した前記投影データを逆投影処理することで第一の画像を生成する第一の画像生成手段と、前記データ収集手段が収集した前記投影データを逆投影処理することなく画像化した第二の画像を生成する第二の画像生成手段と、前記被検体を中心に回転する前記複数対のX線検出手段が、前記第一の画像を生成するための第一検出手段と前記第二の画像を生成するための第二検出手段とに分割して設定された場合、前記被検体を中心に前記複数対のX線検出手段が1回転する間に、前記第一検出手段のX線管球が前記投影データの収集範囲として指定された位相区間にある期間で、当該X線管球からX線を照射するように制御し、前記第二検出手段のX線管球が特定位相となった時点で、当該X線管球からX線を照射するように制御するX線制御手段と、前記位相区間にて前記第一検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手段が収集した投影データを用いて前記第一の画像を生成するように前記第一の画像生成手段を制御し、前記特定位相にて前記第二検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手段が収集した投影データを用いて前記第二の画像を生成するように前記第二の画像生成手段を制御する画像生成制御手段とを備えたことを特徴とする。また、請求項2記載の本発明は、X線を照射する複数のX線管球と、前記複数のX線管球それぞれに対して被検体を挟んで対向する位置に配置され、前記被検体を透過したX線を検出する複数のX線検出器とから構成される複数対のX線検出手段と、前記複数対のX線検出手段のX線検出器それぞれが検出したX線から、逆投影処理を行なうための投影データを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段が収集した前記投影データを逆投影処理することで第一の画像を生成する第一の画像生成手段と、前記データ収集手段が収集した前記投影データを逆投影処理することなく画像化した第二の画像を生成する第二の画像生成手段と、前記被検体を中心に回転する前記複数対のX線検出手段が、前記第一の画像を生成するための第一検出手段と前記第二の画像を生成するための第二検出手段とに分割して設定された場合、前記第一検出手段のX線管球が前記投影データの収集範囲として指定された位相区間にある期間で、当該X線管球からX線を照射するように制御し、前記第二検出手段のX線管球が特定位相となった時点で、当該X線管球からX線を照射するように制御するX線制御手段と、前記位相区間にて前記第一検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手段が収集した投影データを用いて前記第一の画像を生成するように前記第一の画像生成手段を制御し、前記特定位相にて前記第二検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手段が収集した投影データを用いて前記第二の画像を生成するように前記第二の画像生成手段を制御する画像生成制御手段と、を備え、前記X線制御手段は、前記第二検出手段のX線管球から照射されるX線の前記被検体の体軸方向に沿った幅が、前記第一検出手段のX線管球から照射されるX線の前記被検体の体軸方向に沿った幅より広くなるように制御することを特徴とする。また、請求項3記載の本発明は、X線を照射する複数のX線管球と、前記複数のX線管球それぞれに対して被検体を挟んで対向する位置に配置され、前記被検体を透過したX線を検出する複数のX線検出器とから構成される複数対のX線検出手段と、前記複数対のX線検出手段のX線検出器それぞれが検出したX線から、逆投影処理を行なうための投影データを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段が収集した前記投影データを逆投影処理することで第一の画像を生成する第一の画像生成手段と、前記データ収集手段が収集した前記投影データを逆投影処理することなく画像化した第二の画像を生成する第二の画像生成手段と、前記被検体を中心に回転する前記複数対のX線検出手段が、前記第一の画像を生成するための第一検出手段と前記第二の画像を生成するための第二検出手段とに分割して設定された場合、前記第一検出手段のX線管球が前記投影データの収集範囲として指定された位相区間にある期間で、当該X線管球からX線を照射するように制御し、前記第二検出手段のX線管球が特定位相となった時点で、当該X線管球からX線を照射するように制御するX線制御手段と、前記位相区間にて前記第一検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手段が収集した投影データを用いて前記第一の画像を生成するように前記第一の画像生成手段を制御し、前記特定位相にて前記第二検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手段が収集した投影データを用いて前記第二の画像を生成するように前記第二の画像生成手段を制御する画像生成制御手段と、
を備え、前記X線制御手段は、撮影中に所定の入力部を介して操作者が指定した時点を前記特定位相として、前記第二検出手段のX線管球からX線が照射されるように制御することを特徴とする。また、請求項4記載の本発明は、X線を照射する複数のX線管球と、前記複数のX線管球それぞれに対して被検体を挟んで対向する位置に配置され、前記被検体を透過したX線を検出する複数のX線検出器とから構成される複数対のX線検出手段と、前記複数対のX線検出手段のX線検出器それぞれが検出したX線から、逆投影処理を行なうための投影データを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段が収集した前記投影データを逆投影処理することで第一の画像を生成する第一の画像生成手段と、前記データ収集手段が収集した前記投影データを逆投影処理することなく画像化した第二の画像を生成する第二の画像生成手段と、前記被検体を中心に回転する前記複数対のX線検出手段が、前記第一の画像を生成するための第一検出手段と前記第二の画像を生成するための第二検出手段とに分割して設定された場合、前記第一検出手段のX線管球が前記投影データの収集範囲として指定された位相区間にある期間で、当該X線管球からX線を照射するように制御し、前記第二検出手段のX線管球が特定位相となった時点で、当該X線管球からX線を照射するように制御するX線制御手段と、前記位相区間にて前記第一検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手段が収集した投影データを用いて前記第一の画像を生成するように前記第一の画像生成手段を制御し、前記特定位相にて前記第二検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手段が収集した投影データを用いて前記第二の画像を生成するように前記第二の画像生成手段を制御する画像生成制御手段と、を備え、前記X線制御手段は、撮影中に所定の入力部を介して操作者が指定した幅に応じて、前記第二検出手段のX線管球から照射されるX線の前記被検体の体軸方向に沿った幅を変更するように制御することを特徴とする。
また、請求項14記載の本発明は、X線を照射する複数のX線管球と、前記複数のX線管球それぞれに対して被検体を挟んで対向する位置に配置され、前記被検体を透過したX線を検出する複数のX線検出器とから構成される複数対のX線検出手段を有するX線コンピュータ断層撮影装置に適用される撮影制御方法をコンピュータに実行させる撮影制御プログラムであって、前記複数対のX線検出手段のX線検出器それぞれが検出したX線から、逆投影処理を行なうための投影データを収集するデータ収集手順と、前記データ収集手順が収集した前記投影データを逆投影処理することで第一の画像を生成する第一の画像生成手順と、前記データ収集手順が収集した前記投影データを逆投影処理することなく画像化した第二の画像を生成する第二の画像生成手順と、前記被検体を中心に回転する前記複数対のX線検出手段が、前記第一の画像を生成するための第一検出手段と前記第二の画像を生成するための第二検出手段とに分割して設定された場合、前記被検体を中心に前記複数対のX線検出手段が1回転する間に、前記第一検出手段のX線管球が前記投影データの収集範囲として指定された位相区間にある期間で、当該X線管球からX線を照射するように制御し、前記第二検出手段のX線管球が特定位相となった時点で、当該X線管球からX線を照射するように制御するX線制御手順と、前記位相区間にて前記第一検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手順が収集した投影データを用いて前記第一の画像を生成するように前記第一の画像生成手順を制御し、前記特定位相にて前記第二検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手順が収集した投影データを用いて前記第二の画像を生成するように前記第二の画像生成手順を制御する画像生成制御手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
請求項1〜4または14の発明によれば、X線CT画像と透視像とを同時に撮影する場合に、透視像の視野を広く確保したうえで、X線被曝量が低減され、かつ、X線CT画像および透視像が目的とする時期で生成されることが可能となる。
図1は、実施例1におけるX線CT装置の構成を説明するための図である。 図2は、実施例1における第一検出系および第二検出系を用いた設定例を説明するための図(1)である。 図3は、実施例1における第一検出系および第二検出系を用いた設定例を説明するための図(2)である。 図4は、実施例1における第一検出系および第二検出系を用いた設定例を説明するための図(3)である。 図5は、実施例1におけるX線CT装置のX線CT画像撮影の処理を説明するためのフローチャートである。 図6は、実施例1における透視像撮影の処理を説明するためのフローチャートである。 図7は、実施例2におけるX線CT装置の構成を説明するための図である。 図8は、実施例2の第一検出系、第二検出系および第三検出系を用いた設定例を説明するための図である。 図9は、実施例2におけるX線CT装置が複数の検出系を用いて実行するX線CT画像撮影の処理を説明するためのフローチャートである。 図10は、第一の変形例を説明するための図である。 図11は、第二の変形例を説明するための図である。
以下に添付図面を参照して、この発明に係るX線コンピュータ断層撮影装置および撮影制御プログラムの実施例を詳細に説明する。なお、以下では、X線コンピュータ断層撮影装置を、X線CT装置(CT;Computed Tomography)と省略して記述し、本発明に係る撮影制御プログラムを実行するX線CT装置を実施例として説明する。
まず、実施例1におけるX線CT装置の構成について、図1を用いて説明する。図1は、実施例1におけるX線CT装置の構成を説明するための図である。図1に示すように、本実施例におけるX線CT装置は、架台装置10と、寝台装置20と、コンソール装置30とを備える。
架台装置10は、被検体PにX線を照射して投影データを収集する装置であり、架台制御部11と、第一X線発生装置121および第二X線発生装置122と、第一X線検出器131および第二X線検出器132と、第一データ収集部141および第二データ収集部142と、回転フレーム15とを有する。
回転フレーム15は、図1に示すように、第一X線発生装置121と第一X線検出器131とを被検体Pを挟んで対向するように支持し、さらに、第二X線発生装置122と第二X線検出器132とを被検体Pを挟んで対向するように支持する。また、回転フレーム15は、後述する架台回転駆動部11eによって被検体Pを中心した円軌道にて高速に回転する。
ここで、実施例1においては、図1に示すように、第一X線発生装置121および第一X線検出器131とからなる対と、第二X線発生装置122および第二X線検出器132とからなる対とが、回転フレーム15において、90度ずれた位相にて設置される。以下では、第一X線発生装置121および第一X線検出器131とからなる対を第一検出系と記載し、第二X線発生装置122および第二X線検出器132とからなる対を第二検出系と記載する場合がある。なお、本発明は、第一検出系と第二検出系とが回転フレーム15にて90度以外の位相にて設置される場合であっても適用可能である。
第一X線発生装置121および第二X線発生装置122は、被検体PにX線を照射する装置であり、第一X線発生装置121は、第一X線管球121aと第一コリメータ121bとを有し、第二X線発生装置122は、第二X線管球122aと第二コリメータ122bとを有する。
第一X線管球121aおよび第二X線管球122aそれぞれは、後述する第一高電圧発生部11aおよび第二高電圧発生部11cそれぞれにより供給される高電圧により被検体Pの体軸方向(図1に示すZ軸方向)に沿って円錐状、角錐状の広がりを有するX線ビーム(コーンビーム)を発生する真空管であり、回転フレーム15の回転にともなって、X線ビームを被検体Pに対してそれぞれ曝射する。
第一コリメータ121bおよび第二コリメータ122bそれぞれは、後述する第一コリメータ調整部11bおよび第二コリメータ調整部11dそれぞれの制御により、第一X線管球121aおよび第二X線管球122aそれぞれから曝射されたX線ビームが操作者から設定されたビーム幅(コーン角)にて被検体Pに照射されるように絞り込むためのスリットである。
第一X線検出器131および第二X線検出器132それぞれは、第一X線管球121aおよび第二X線管球122aそれぞれから照射され被検体Pを透過したX線の強度分布を示すX線強度分布データを検出する2次元アレイ型検出器(面検出器)である。
具体的には、第一X線検出器131および第二X線検出器132それぞれは、チャンネル(ch)方向(図1に示すY軸方向)に配列されたX線検出素子である検出素子列が被検体Pの体軸方向(図1に示すZ軸方向)に沿って複数列配列されている。例えば、本実施例における第一X線検出器131および第二X線検出器132それぞれは、被検体Pの体軸方向に沿って320列に配列された検出素子列を有し、被検体Pを透過したX線強度分布データを広範囲にそれぞれ検出することができる。
第一データ収集部141および第二データ収集部142は、DAS(data acquisition system)である。ここで、第一データ収集部141は、第一X線検出器131により検出されたX線強度分布データに対して増幅処理やA/D変換処理などを行なって投影データを生成し、生成した投影データを後述するコンソール装置30に送信する。また、第二データ収集部142は、第二X線検出器132により検出されたX線強度分布データに対して、増幅処理やA/D変換処理などを行なって投影データを生成し、生成した投影データを後述するコンソール装置30に送信する。
架台制御部11は、後述するスキャン制御部33の制御のもと、第一検出系および第二検出系と回転フレーム15との動作を制御する装置であり、第一高電圧発生部11aと、第一コリメータ調整部11bと、第二高電圧発生部11cと、第二コリメータ調整部11dと、架台回転駆動部11eとを有する。
第一高電圧発生部11aおよび第二高電圧発生部11cそれぞれは、第一X線管球121aおよび第二X線管球122aそれぞれに高電圧を供給する装置である。
第一コリメータ調整部11bおよび第二コリメータ調整部11dそれぞれは、第一コリメータ121bおよび第二コリメータ122bそれぞれの開口度を調整することにより、第一X線発生装置121および第二X線発生装置122それぞれから被検体Pに照射されるX線ビームの照射範囲を調整する装置である。
例えば、第一コリメータ調整部11bおよび第二コリメータ調整部11dそれぞれは、操作者が設定したコーン角に基づいて第一コリメータ121bおよび第二コリメータ122bそれぞれの開口度を調整することにより、第一X線発生装置121および第二X線発生装置122それぞれから被検体Pに照射されるX線ビームのビーム幅を調整する。
架台回転駆動部11eは、回転フレーム15を回転駆動させることによって、被検体Pを中心とした円軌道上で第一検出系および第二検出系を旋回させる。
寝台装置20は、被検体Pを載せる装置であり、天板22と、寝台駆動装置21とを有する。天板22は、被検体Pが載置される板であり、寝台駆動装置21は、後述するスキャン制御部33の制御のもと、天板22をZ軸方向へ移動することにより、被検体Pを回転フレーム15内に移動させる。
コンソール装置30は、操作者によるX線CT装置の操作を受け付けるとともに、架台装置10によって収集された投影データから被検体Pの内部形態を表すX線CT画像または透視像を生成する装置であり、入力装置31と、表示装置32と、スキャン制御部33と、前処理部34と、投影データ記憶部35と、画像生成部36と、画像記憶部37と、システム制御部38とを有する。
入力装置31は、X線CT装置の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボードなどを有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、システム制御部38に転送する。
なお、本実施例において、入力装置31が操作者から受け付ける各種指示および各種設定の情報については、のちに詳述する。
表示装置32は、操作者によって参照されるモニタであり、システム制御部38による制御のもと、X線CT画像または透視像などを操作者に表示したり、入力装置31を介して操作者から各種指示や各種設定などを受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)を表示したりする。
前処理部34は、第一データ収集部141および第二データ収集部142それぞれが生成した投影データに対して、対数変換処理、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正などの補正処理を行なう。
投影データ記憶部35は、前処理部34によって補正処理された投影データを記憶する。なお、以下では、投影データ記憶部35が記憶する「補正処理された投影データ」を「補正済み投影データ」と記す。
具体的には、投影データ記憶部35は、『第一データ収集部141が収集した投影データに対して前処理部34が処理を行なった「補正済み投影データ」である第一投影データ』と、『第二データ収集部142が収集した投影データに対して前処理部34が処理を行なった「補正済み投影データ」である第二投影データ』とを、後述するシステム制御部38による制御のもと、区別したうえで記憶する。
画像生成部36は、投影データ記憶部35が記憶する補正済み投影データを用いて各種画像を生成する処理部であり、図1に示すように、CT画像生成部36aおよび透視像生成部36bを有する。
CT画像生成部36aは、投影データ記憶部35が記憶する補正済み投影データを逆投影処理することで、第一検出系および第二検出系の回転面における被検体Pの断面が描出された断層像を再構成することで、X線CT画像を生成する。
透視像生成部36bは、投影データ記憶部35が記憶する補正済み投影データを逆投影処理することなく、平面化処理を行なうことで、X線CT画像とは異なる被検体Pの断面が描出された透視像を生成する。
画像記憶部37は、画像生成部36が生成した各種画像を記憶する。
スキャン制御部33は、システム制御部38のもと、架台制御部11、第一データ収集部141、第二データ収集部142および寝台駆動装置21の動作を制御する。具体的には、スキャン制御部33は、システム制御部38のもと、架台制御部11を制御することにより、被検体Pの撮影時において、回転フレーム15を回転させたり、第一X線管球121aおよび第二X線管球122aからX線を曝射させたり、第一コリメータ121bおよび第二コリメータ122bの開口度調整を行なったりする。
また、スキャン制御部33は、システム制御部38のもと、第一データ収集部141および第二データ収集部142の投影データの収集レートや増幅処理やA/D変換処理などを制御する。また、スキャン制御部33は、システム制御部38のもと、被検体Pの撮影時において、寝台駆動装置21を制御することにより、天板22を移動させる。
具体的には、スキャン制御部33は、システム制御部38のもと架台制御部11を制御することにより第一検出系および第二検出系の動作を制御し、システム制御部38のもと第一データ収集部141および第二データ収集部142の動作を制御することで、X線CT装置におけるX線CT画像と透視像との同時撮影処理を制御するが、これについては後に詳述する。
なお、以下では、医師による穿刺治療中において、投影データの収集レートを小さくして画像再構成処理に要する時間を短くすることで、X線CT画像がほぼリアルタイムにCT画像生成部36aにて生成され、表示装置32のモニタにて表示されるCT透視が行なわれ、さらに、透視像の撮影がCT透視と同時に行なわれる場合について説明する。
システム制御部38は、架台装置10、寝台装置20およびコンソール装置30の動作を制御することによって、X線CT装置の全体制御を行う。具体的には、システム制御部38は、スキャン制御部33を制御することで、CT透視によるX線CT画像および透視像の同時撮影を実行させ、架台装置10から投影データを収集する。また、システム制御部38は、前処理部34の補正処理と、投影データ記憶部35における第一投影データおよび第二投影データの格納処理と、画像生成部36aの画像生成処理を制御することで、コンソール装置30における画像処理を制御する。また、システム制御部38は、画像記憶部37が記憶する画像を、表示装置32に表示するように制御する。
ここで、本実施例におけるX線CT装置は、X線CT画像と透視像とを同時に撮影する場合に、透視像の視野を広く確保したうえで、X線被曝量が低減され、かつ、X線CT画像および透視像が目的とする時期で生成されることが可能となることに主たる特徴がある。
以下、この主たる特徴について図2〜図4を用いて説明する。なお、図2〜4は、実施例1における第一検出系および第二検出系を用いた設定例を説明するための図である。
実施例1においては、X線CT装置の操作者により、例えば、図2に示すように、第一X線発生装置121(第一X線管球121aおよび第一コリメータ121b)と第一X線検出器131との対から構成される第一検出系がX線CT画像を生成するための検出系として設定され、第二X線発生装置122(第二X線管球122aおよび第二コリメータ122b)と第二X線検出器132との対から構成される第二検出系が透視像を生成するための検出系として設定される。
なお、システム制御部38は、図2に示すように、X線CT画像用である第一X線発生装置121から照射される列方向(被検体Pの体軸方向)におけるビーム幅が、透視像用である第二X線発生装置122から照射される列方向におけるビーム幅よりも狭くなるように制御する。
そして、実施例1においては、X線CT装置の操作者により、第一検出系の第一X線管球121aが投影データの収集範囲として指定された位相区間にある期間で、第一X線管球121aからX線を照射するように制御し、第二検出系の第二X線管球122aが特定位相となった時点で、第二X線管球122aからX線を照射するように設定される。
なお、X線照射時においては、X線管球からの出力が安定するための立ち上がり時間が必要となる。このため、システム制御部38は、位相区間にある期間において第一X線管球121aから安定したX線が照射されるように、例えば、位相区間となる時点から立ち上がり時間前の時点でX線出力を開始させるX線制御信号をスキャン制御部33に送信する。また、システム制御部38は、特定位相において第二X線管球122aから安定したX線が照射されるように、例えば、特定位相となる時点から立ち上がり時間前の時点でX線出力を開始させるX線制御信号をスキャン制御部33に送信する。
以下、第一検出系に設定される位相区間と第二検出系に設定される特定位相との設定例について、図3を用いて説明する。
例えば、図3の(A)に示す設定例では、回転フレーム15が1回転する間が、第一検出系における位相区間として設定される。すなわち、図3の(A)に示す設定例では、X線CT画像を「360度範囲」の投影データから再構成するフル再構成により生成すると設定される。また、図3の(A)に示す設定例では、第二X線管球122aが被検体Pの真上に位置する位相が特定位相として設定される。
これにより、第一X線検出器131は、回転フレーム15が回転する間、連続的あるいは間欠的に第一X線発生装置121から照射されて被検体Pを透過したX線を検出し(図3の(A)に示す黒塗りの矩形参照)、第二X線検出器132は、第二X線管球122aが特定位相となった時点で、第二X線発生装置122から照射されて被検体Pを透過したX線を検出する(図3の(A)に示す斜線の矩形参照)。なお、第二X線発生装置122から照射されるX線ビームのビーム幅が第一X線検出器131から照射されるX線ビームのビーム幅と比較して広く設定されていることから、図3の(A)に示すように、斜線の矩形の幅は、黒塗りの矩形の幅と比較して、広くなっている。
かかる設定に基づいて、システム制御部38は、架台装置10および画像生成部36を制御して、X線CT画像および透視像の生成制御および表示制御を実行する。すなわち、システム制御部38の制御に基づいて、CT画像生成部36aは、投影データ記憶部35が記憶するフル再構成用の位相区間での第一投影データを逆投影処理することで、X線CT画像を生成し、透視像生成部36bは、投影データ記憶部35が記憶する特定位相の第二投影データを平面化処理することで、透視像を生成する。そして、システム制御部38は、画像記憶部37に格納されたX線CT画像および透視像を読み出して、表示装置32のモニタにて読み出したX線CT画像および透視像を、例えば、並列表示させる。
また、図3の(B)に示す設定例では、位相区間および特定位相の設定が図3の(A)と同様に行なわれているが、回転フレーム15を連続回転させることで、X線CT画像および透視像の同時撮影が連続して行なわれるように設定されている。すなわち、図3の(B)に示す設定例では、フル再構成されたX線CT画像および特定位相の透視像が順次連続して生成されて、シネ表示されるように設定されている。
また、図3の(C)に示す設定例では、位相区間の設定が図3の(A)と同様に行なわれているが、特定位相の設定が図3の(A)と異なる。すなわち、図3の(C)に示す設定例では、特定位相が2つ設定されており、これにより、回転フレームが1回転する間に、X線CT画像とは異なる断面が描出された2種類の透視像が生成されて表示される処理が、システム制御部38の制御に基づいて実行される。すなわち、図3の(C)に示す設定例では、表示装置32のモニタにてX線CT画像および2種類の透視像が、例えば、並列表示ように設定されている。
また、図3の(D)に示す設定例では、位相区間および特定位相の設定が図3の(C)と同様に行なわれているが、回転フレーム15を連続回転させることで、X線CT画像および透視像の同時撮影が連続して行なわれるように設定されている。すなわち、図3の(D)に示す設定例では、フル再構成されたX線CT画像および2つ特定位相それぞれの透視像が順次連続して生成されて、シネ表示されるように設定されている。
なお、図3の(C)および(D)に示す設定例では、2つの特定位相において、第二X線発生装置122から照射されるX線ビーム幅が同じ幅となるように設定されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数設定される特定位相ごとに、異なるビーム幅が設定される場合であってもよい。
例えば、図4の(A)に示す設定例では、図3の(C)を用いて説明した設定例とは異なり、第二X線管球122aが被検体Pに対して真上となった時点の特定位相におけるビーム幅が、他の設定位相におけるビーム幅より広くなるように設定されている。また、図4の(B)に示す設定例でも、図3の(D)を用いて説明した設定例とは異なり、第二X線管球122aが被検体Pに対して真上となった時点の特定位相におけるビーム幅が、他の設定位相におけるビーム幅より広くなるように設定されている。すなわち、操作者は、断面方向が異なる複数の透視像それぞれの視野を、自身が要望する広さにて設定することができる。
図3および図4で説明したような設定情報を操作者から入力装置31を介して受け付けたシステム制御部38の制御に基づいて、実施例1におけるX線CT装置は、X線CT画像と透視像との同時撮影を実行する。
なお、図3および図4に示す設定例では、X線CT画像がフル再構成により生成される場合について説明したが、本発明は、X線CT画像がハーフ再構成により生成される場合であっても適用可能である。また、上記した設定例では、第一検出系がX線CT画像生成用として設定され、第二検出系が透視像生成用として設定される場合について説明したが、本発明は、第二検出系がX線CT画像生成用として設定され、第一検出系が透視像生成用として設定される場合であってもよい。
また、図3および図4に示す設定例は、回転フレーム15が回転を開始した直後から、1回転における撮影や連続撮影が行なわれる場合であってもよいし、回転フレーム15が回転を行なっている際に、1回転における撮影や連続撮影が行なわれる場合であってもよい。
続いて、図5および図6を用いて、実施例1におけるX線CT装置の処理の流れについて説明する。図5は、実施例1におけるX線CT装置のX線CT画像撮影の処理を説明するためのフローチャートであり、図6は、実施例1における透視像撮影の処理を説明するためのフローチャートである。
なお、以下では、X線CT装置の操作者から、第一検出系がX線CT画像生成用として設定され、第二検出系が透視像生成用として設定された場合について説明する。また以下では、X線CT装置の操作者から、位相区間および特定位相の設定と、X線ビームの幅の設定とが行なわれたあとの処理について説明する。
図5に示すように、実施例1におけるX線CT装置は、操作者から各種設定情報を受け付けたのち、入力装置31を介してX線CT画像と透視像との同時撮影を開始するための撮影開始要求を受け付けると(ステップS101肯定)、システム制御部38は、スキャン制御部33を介して架台回転駆動部11eを制御することにより、回転フレーム15の回転を開始させる(ステップS102)。
そして、システム制御部38は、第一X線管球121aの位相が位相区間となったか否かを判定し(ステップS103)、第一X線管球121aの位相が位相区間となっていない場合(ステップS103否定)、ステップS103の判定を継続して行なう。
一方、第一X線管球121aの位相が位相区間となった場合(ステップS103肯定)、システム制御部38は、スキャン制御部33を介して第一高電圧発生部11aおよび第一コリメータ調整部11bを制御することにより、第一X線発生装置121から設定されたビーム幅のX線照射を開始させる(ステップS104)。
そして、システム制御部38は、スキャン制御部33を介した第一データ収集部141の制御と、前処理部34の制御とを実行することで、第一投影データの収集を行なう(ステップS105)。
そののち、スキャン制御部33は、位相区間の第一投影データを収集したか否かを判定し(ステップS106)、位相区間の第一投影データがすべて収集されていない場合(ステップS106否定)、ステップS105にて第一投影データの収集処理を継続させる。
一方、位相区間の第一投影データがすべて収集された場合(ステップS106肯定)、システム制御部38は、スキャン制御部33を介して第一高電圧発生部11aを制御することで、第一X線管球121aからのX線照射を待機状態に移行させ(ステップS107)、さらに、CT画像生成部36aを制御することで、第一投影データからX線CT画像を生成させ(ステップS108)、生成されたX線CT画像を表示装置32のモニタにて表示させる(ステップS109)。
そして、スキャン制御部33は、例えば、回転フレーム15の回転数からなる撮影終了条件となったか否かを判定し(ステップS110)、撮影終了条件となっていない場合(ステップS110否定)、ステップS103に戻って、第一X線管球121aの位相判定処理を行なう。すなわち、X線CT画像の連続撮影が設定されている場合、スキャン制御部33は、ステップS103に戻って、第一X線管球121aの位相判定処理を行なう。
一方、撮影終了条件となった場合(ステップS110肯定)、スキャン制御部33は、第一X線発生装置121からのX線照射および回転フレーム15の回転を終了させ(ステップS111)、処理を終了する。
また、実施例1におけるX線CT装置は、図5を用いて説明した処理と並行して、図6に示すように、撮影開始要求を受け付けると(ステップS201肯定)、システム制御部38は、スキャン制御部33を介して架台回転駆動部11eを制御することにより、回転フレーム15の回転を開始させる(ステップS202)。なお、図6に示すステップS201およびステップS202は、図5を用いて説明したステップS101およびステップS102と同一の処理である。
そして、システム制御部38は、第二X線管球122aの位相が特定位相となったか否かを判定し(ステップS203)、第二X線管球122aの位相が特定位相となっていない場合(ステップS203否定)、ステップS203の判定を継続して行なう。
一方、第二X線管球122aの位相が特定位相となった場合(ステップS203肯定)、システム制御部38は、スキャン制御部33を介して第二高電圧発生部11cおよび第二コリメータ調整部11dを制御することにより、第二X線発生装置122から設定されたビーム幅のX線を照射させ、X線照射待機状態に移行させる(ステップS204)。
そして、システム制御部38は、スキャン制御部33を介した第一データ収集部141の制御と、前処理部34の制御とを実行することで、第二投影データの収集を行なう(ステップS205)。
そののち、スキャン制御部33は、透視像生成部36bを制御することで、第二投影データを平面化処理した透視像を生成させ(ステップS206)、生成された透視像を表示装置32のモニタにて表示させる(ステップS207)。
そして、スキャン制御部33は、図5のステップS110と同様に、撮影終了条件となったか否かを判定し(ステップS208)、撮影終了条件となっていない場合(ステップS208否定)、ステップS203に戻って、第一X線管球121aの位相判定処理を行なう。すなわち、X線CT画像の連続撮影により透視像の連続撮影が設定されている場合や、透視像の特定位相が複数設定されている場合、スキャン制御部33は、ステップS203に戻って、第二X線管球122aの位相判定処理を行なう。
一方、撮影終了条件となった場合(ステップS208肯定)、スキャン制御部33は、待機状態となっている第二X線発生装置121からのX線照射および回転フレーム15の回転を終了させ(ステップS209)、処理を終了する。
なお、図5および図6に示すフローチャートでは、回転フレーム15が回転を開始した直後から、1回転における撮影や連続撮影が行なわれる場合について説明したが、上述したように、回転フレーム15が回転を行なっている際に、撮影開始要求を受け付けて、1回転における撮影や連続撮影が行なわれる場合であってもよい。
上述してきたように、実施例1では、第一X線発生装置121(第一X線管球121aおよび第一コリメータ121b)と第一X線検出器131との対から構成される第一検出系がX線CT画像を生成するための検出系として設定され、第二X線発生装置122(第二X線管球122aおよび第二コリメータ122b)と第二X線検出器132との対から構成される第二検出系が透視像を生成するための検出系として設定される。
そして、システム制御部38は、スキャン制御部33を制御することで、第一X線管球121aが位相区間にある期間、第一X線発生装置121からX線を照射させ、さらに、第二X線管球122aが特定位相となった時点で、第二X線発生装置122からX線を照射させる。そして、システム制御部38は、第一X線検出器131が検出したX線から第一データ収集部141および前処理部34が生成した位相区間の第一投影データを逆投影処理することでX線CT画像を生成するようにCT画像生成部36aを制御する。また、システム制御部38は、第二X線検出器132が検出したX線から第二データ収集部142および前処理部34が生成した特定位相の第二投影データを平面化処理することで透視像を生成するように透視像生成部36bを制御する。
したがって、透視像用とX線CT画像用の検出系を分離したうえで個別にX線照射のビーム幅を設定することができ、さらに、単一の検出系を用いた場合のようにコリメータの開閉に要する時間による時差が生じることが回避できるので、上記した主たる特徴の通り、X線CT画像と透視像とを同時に撮影する場合に、透視像の視野を広く確保したうえで、X線被曝量が低減され、かつ、X線CT画像および透視像が目的とする時期で生成されることが可能となる。
また、システム制御部38は、スキャン制御部33を制御することで、第二X線発生装置122から照射されるX線の被検体Pの体軸方向に沿ったビーム幅が、第一X線発生装置121のX線管球から照射されるX線の前記被検体の体軸方向に沿った幅より広くなるように制御する。したがって、X線CT画像撮影時のX線被曝量を確実に低減させることが可能となる。
また、透視像用の検出系において、複数の特定位相を設定することで、異なる断面の透視像を生成するので、治療を行なう医師が要望する異なる断面をリアルタイムに表示することができ、高い治療支援を行なうことが可能となる。
また、透視像用の検出系において、複数の特定位相ごとに異なるビーム幅を設定することで、異なる断面の透視像を医師が要望する視野にてリアルタイムに表示することができ、さらに高い治療支援を行なうことが可能となる。
上述した実施例1では、X線CT装置が第一検出系および第二検出系からなる2つの検出系を有する場合について説明したが、実施例2では、X線CT装置が第一検出系、第二検出系および第三検出系からなる3つの検出系を有する場合について説明する。
まず、図7を用いて、実施例2におけるX線CT装置の構成について説明する。図7は、実施例2におけるX線CT装置の構成を説明するための図である。なお、実施例2におけるX線CT装置の寝台装置20およびコンソール装置30は、図1を用いて説明した実施例1におけるX線CT装置の寝台装置20およびコンソール装置30と同様の構成であるので、図7においては、実施例1の構成と異なる架台装置10についてのみ示している。
図7に示すように、実施例2におけるX線CT装置の架台装置10は、第一X線発生装置121および第一X線検出器131から構成される第一検出系と第二X線発生装置122および第二X線検出器132から構成される第二検出系とともに、第三X線発生装置123および第三X線検出器133から構成される第三検出系が、回転フレーム15に設置される。ここで、実施例2においては、図7に示すように、第一検出系、第二検出系および第三検出系それぞれが、回転フレーム15において、120度ずれた位相にて設置される。
第三X線発生装置123は、第一X線発生装置121および第二X線発生装置122と同様のX線管球およびコリメータを有する装置であり、第三X線管球123aと第三コリメータ123bとを有する。
また、第三X線検出器133は、第一X線検出器131および第二X線検出器132と同様に構成されるX線検出器である。
また、実施例2における架台制御部11は、実施例1で説明した第一高電圧発生部11aと、第一コリメータ調整部11bと、第二高電圧発生部11cと、第二コリメータ調整部11dと、架台回転駆動部11eとの他に、第三高電圧発生部11fおよび第三コリメータ調整部11gをさらに有する。
第三高電圧発生部11fは、第三X線管球123aに高電圧を供給する装置であり、第三コリメータ調整部11gは、第三コリメータ123bの開口度を調整することにより、第三X線発生装置123から被検体Pに照射されるX線ビームのビーム幅を調整する。
また、第三データ収集部143は、第一データ収集部141および第二データ収集部142と同様のDAS(data acquisition system)であり、第三X線検出器133により検出されたX線強度分布データに対して、増幅処理やA/D変換処理などを行なって投影データを生成し、生成した投影データを前処理部34に送信する。
また、実施例2における前処理部34は、第一データ収集部141および第二データ収集部142それぞれが生成した投影データとともに、第三データ収集部143が生成した投影データに対しても、対数変換処理、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正などの補正処理を行なう。
なお、実施例2における投影データ記憶部35は、第一投影データおよび第二投影データとともに、『第三データ収集部143が収集した投影データに対して前処理部34が処理を行なった「補正済み投影データ」である第三投影データ』を、システム制御部38による制御のもと、区別したうえで記憶する。
実施例2においては、実施例1と同様に、X線CT画像生成用の検出系であるか、透視像生成用の検出系であるかの設定、各検出系のX線発生装置から照射されるX線ビームのビーム幅の設定、X線CT画像生成用検出系における位相区間の設定および透視像生成用検出系における特定位相の設定が、X線CT装置の操作者により行なわれる。
以下、実施例2における設定例について、図8を用いて説明する。図8は、実施例2の第一検出系、第二検出系および第三検出系を用いた設定例を説明するための図である。
例えば、図8の(A)に示す設定例では、第一検出系がX線CT画像生成用の検出系として設定され、第二検出系および第三検出系が透視像生成用の検出系として設定される。また、図8の(A)に示す設定例では、第二検出系および第三検出系それぞれの特定位相が、異なる位相にて設定される。また、第一検出系にて照射されて検出されるX線ビームのビーム幅は、実施例1と同様に、第二検出系および第三検出系それぞれにて照射されて検出されるX線ビームのビーム幅と比較して狭くなるように設定される(図8の(A)に示す黒塗りの矩形と斜線の矩形とを参照)。
また、図8の(B)に示す設定例では、図8の(A)に示す設定例とは異なり、例えば、第二検出系にて照射されて検出されるX線ビームのビーム幅が、第三検出系にて照射されて検出されるX線ビームのビーム幅が狭くなるように設定される。
なお、図8の(A)および(B)に示す設定例では、第一検出系の位相区間は、例えば、実施例1にて説明したように、フル再構成やハーフ再構成を行なうための投影データの収集区間が設定される。
一方、図8の(C)に示す設定例では、第一検出系および第二検出系がX線CT画像生成用の検出系として設定され、第三検出系が透視像生成用の検出系として設定される。そして、図8の(C)に示す設定例では、第一検出系および第二検出系それぞれの位相区間が、例えば、フル再構成投影データの収集区間が分割して設定される。なお、第一検出系および第二検出系それぞれから照射されるX線ビームのビーム幅は、同一となるように設定される(図8の(C)に示す黒塗りの矩形参照)。
すなわち、図8の(A)および(B)に示す設定例では、透視像用検出系を2つとし、さらに、各透視像用検出系の特定位相を変えることで、2つの断面が描出される透視像の撮影頻度を向上させることができ、図8の(B)に示す設定例では、撮影頻度が向上された2種類の透視像それぞれを、操作者が要望する視野にて生成表示することができる。一方、図8の(C)に示す設定例では、X線CT画像の検出系を2つとすることで、時間分解能の高いX線CT画像を生成することができる。
また、図8を用いた設定例において、X線CT画像と透視像との同時撮影は、実施例1と同様に、回転フレーム15が一回転する期間にて実行される場合であってもよいし、回転フレーム15が複数回回転する期間にて連続して実行される場合であってもよい。
また、図8に示す設定例は、上述したように、回転フレーム15が回転を開始した直後から、1回転における撮影や連続撮影が行なわれる場合であってもよいし、回転フレーム15が回転を行なっている際に、1回転における撮影や連続撮影が行なわれる場合であってもよい。
なお、システム制御部38は、実施例1と同様に、位相区間にある期間においてX線管球から安定したX線が照射されるように、例えば、位相区間となる時点から立ち上がり時間前の時点でX線出力を開始させるX線制御信号をスキャン制御部33に送信する。また、システム制御部38は、実施例1と同様に、特定位相においてX線管球から安定したX線が照射されるように、例えば、特定位相となる時点から立ち上がり時間前の時点でX線出力を開始させるX線制御信号をスキャン制御部33に送信する。
続いて、図9を用いて、実施例2におけるX線CT装置の処理の流れについて説明する。なお、図9は、実施例2におけるX線CT装置が複数の検出系を用いて実行するX線CT画像撮影の処理を説明するためのフローチャートであり、具体的には、図8の(C)に示す設定例によりX線CT画像が撮影される場合の処理の流れを説明する図である。
図9に示すように、実施例2におけるX線CT装置は、実施例1と同様に、操作者から各種設定情報を受け付けたのち、入力装置31を介してX線CT画像と透視像との同時撮影を開始するための撮影開始要求を受け付けると(ステップS301肯定)、システム制御部38は、スキャン制御部33を介して架台回転駆動部11eを制御することにより、回転フレーム15の回転を開始させる(ステップS302)。
そして、システム制御部38は、X線CT画像生成用として設定されたX線管球(第一X線管球121aまたは第二X線管球122a)の位相が位相区間となったか否かを判定し(ステップS303)、第一X線管球121aまたは第二X線管球122aの位相が位相区間となっていない場合(ステップS303否定)、ステップS303の判定を継続して行なう。
一方、第一X線管球121aまたは第二X線管球122aのいずれかが設定された位相区間となった場合(ステップS303肯定)、システム制御部38は、スキャン制御部33を介して第一高電圧発生部11aおよび第一コリメータ調整部11b、または、第二高電圧発生部11cおよび第二コリメータ調整部11dを制御することにより、位相区間となったX線管球(第一X線管球121aまたは第二X線管球122a)から設定されたビーム幅のX線照射を開始させる(ステップS304)。
そして、システム制御部38は、スキャン制御部33を介した第一データ収集部141または第二データ収集部142の制御と、前処理部34の制御とを実行することで、投影データ(第一投影データまたは第二投影データ)の収集を行なう(ステップS305)。
そののち、スキャン制御部33は、位相区間の投影データ(第一検出系にて設定された位相区間の第一投影データまたは第二検出系にて設定された位相区間の第二投影データ)を収集したか否かを判定し(ステップS306)、位相区間の投影データがすべて収集されていない場合(ステップS306否定)、ステップS305にて第一投影データまたは第二投影データの収集処理を継続させる。
一方、位相区間の投影データ(位相区間の第一投影データまたは位相区間の第二投影データ)がすべて収集された場合(ステップS306肯定)、システム制御部38は、スキャン制御部33を介して、ステップS304にてX線照射を開始したX線管球からのX線照射を待機状態に移行させる(ステップS307)。
そして、システム制御部38は、再構成用の投影データを収集したか否かを判定し(ステップS308)、再構成用の投影データがすべて収集されていない場合(ステップS308否定)、ステップS303に戻って、X線CT画像生成用として設定されたX線管球(第一X線管球121aまたは第二X線管球122a)の位相が位相区間となったか否かを判定する。
一方、再構成用の投影データがすべて収集された場合(ステップS308肯定)、システム制御部38は、CT画像生成部36aを制御することで、第一投影データおよび第二投影データからX線CT画像を生成させ(ステップS309)、生成されたX線CT画像を表示装置32のモニタにて表示させる(ステップS310)。
そして、スキャン制御部33は撮影終了条件となったか否かを判定し(ステップS311)、撮影終了条件となっていない場合(ステップS311否定)、ステップS303に戻って、位相判定処理を行なう。すなわち、X線CT画像の連続撮影が設定されている場合、スキャン制御部33は、ステップS303に戻って、位相判定処理を行なう。
一方、撮影終了条件となった場合(ステップS311肯定)、スキャン制御部33は、第一X線発生装置121および第二X線発生装置122からのX線照射および回転フレーム15の回転を終了させ(ステップS312)、処理を終了する。
なお、図8の(A)および(B)に示す設定例によりX線CT画像が撮影される場合の処理の流れは、図5を用いて説明した実施例1におけるX線CT画像撮影の処理の流れと同様であるので説明を省略する。
また、図8に示す実施例2における設定例により透視像が撮影される場合の処理の流れは、透視像撮影用の検出系が第二検出系である場合、図6を用いて説明した実施例1における透視像撮影の処理の流れと同様であるので説明を省略する。
また、図8に示す実施例2における設定例により透視像が撮影される場合の処理の流れは、透視像撮影用の検出系が第三の検出系である場合、図6を用いて説明した実施例1における透視像撮影の処理のうち、ステップS303にて位相を判定する対象が第三X線管球123aであり、ステップS304およびステップS309にてX線の照射制御を行なう対象が第三X線発生装置123であり、ステップS305にて収集する投影データが第三投影データである以外、同様であるので説明を省略する。
なお、図9に示すフローチャートでは、回転フレーム15が回転を開始した直後から、1回転における撮影や連続撮影が行なわれる場合について説明したが、実施例2においても、上述したように、回転フレーム15が連続回転を行なっている際に、撮影開始要求を受け付けて、1回転における撮影や連続撮影が行なわれる場合であってもよい。
上述してきたように、実施例2では、透視像用の検出系、または、X線CT画像用の検出系を複数設定することで、異なる断面が描出される透視像の撮影頻度を向上させたり、撮影頻度が向上された2種類の透視像それぞれを、操作者が要望する視野にて生成表示させたり、時間分解能の高いX線CT画像を生成させたりすることが可能となる。
なお、上記した実施例1および2では、1つの補正済み投影データを用いて透視像を生成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の補正済み投影データを用いて透視像を生成する場合であってもよい。これについて、図10を用いて説明する。なお、図10は、第一の変形例を説明するための図である。
第一の変形例では、前処理部34によって所定の期間に生成された特定位相の複数の補正済み投影データを加算した加算データを平面化処理することにより透視像を生成する。具体的には、第一の変形例では、「特定位相付近の連続した複数の補正済み投影データ」を加算した加算データから透視像を生成する。例えば、回転フレーム15の1回転を「1000」に分割して特定位相を「位置:500」とした場合、第一の変形例では、図10に示すように、同一回転内の位置「499、500および501」にてX線が曝射されることにより、前処理部34が生成した「特定位相付近の3つの補正済み投影データ」を加算した加算データから透視像を生成する。すなわち、第一の変形例では、加算データを用いることで、透視像の解像度を向上させることが可能となる。
なお、透視像の解像度を向上させる方法は、上述したようにフレーム加算を行なって透視像を撮影する場合であってもよいし、回転フレーム15の回転速度は一定のままで、撮影時におけるフレーム速度を遅くして透視像を撮影する場合であってもよい。例えば、フレーム速度を遅くする方法では、X線CT装置が「1000cycle/rotation」のクロックに同期して「1000frame/rotation」で通常撮影している場合、特定位相の近傍においてのみ、「1000cycle/rotation」を4分周して「250frame/rotation」で透視像を撮影する。これにより、フレーム加算と同様に、フレームレートを変更して透視像の解像度を向上させることができる。
また、上記した実施例1および2では、透視像が生成される特定位相および透視像が生成される際のビーム幅が撮影前に予め設定される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、透視像が生成される特定位相または透視像が生成される際のビーム幅が撮影中に設定される場合であってもよい。例えば、第二の変形列では、図11に示すように、入力装置31が有するコリメータ調整用ダイアルを用いてビーム幅の設定を行なった操作者により、入力装置31が有するフットスイッチが踏まれた時点が特定位相とされ、システム制御部38の制御により、X線透視中に操作者が要望する位相の透視像が視野の広さにて生成表示される。なお、図11は、第二の変形列を説明するための図である。
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUおよび当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
以上のように、本発明に係るX線コンピュータ断層撮影装置および撮影制御プログラムは、X線CT画像と透視像とを同時に撮影する場合に有用であり、特に、透視像の視野を広く確保したうえで、X線被曝量が低減され、かつ、X線CT画像および透視像が目的とする時期で生成されることに適する。
10 架台装置
11 架台制御部
11a 第一高電圧発生部
11b 第一コリメータ調整部
11c 第二高電圧発生部
11d 第二コリメータ調整部
11e 架台回転駆動部
121 第一X線発生装置
121a 第一X線管球
121b 第一コリメータ
122 第二X線発生装置
122a 第二X線管球
122b 第二コリメータ
131 第一X線検出器
132 第二X線検出器
141 第一データ収集部
142 第二データ収集部
20 寝台装置
21 寝台駆動装置
22 天板
30 コンソール装置
31 入力装置
32 表示装置
33 スキャン制御部
34 前処理部
35 投影データ記憶部
36 画像生成部
36a CT画像生成部
36b 透視像生成部
37 画像記憶部
38 システム制御部

Claims (14)

  1. X線を照射する複数のX線管球と、前記複数のX線管球それぞれに対して被検体を挟んで対向する位置に配置され、前記被検体を透過したX線を検出する複数のX線検出器とから構成される複数対のX線検出手段と、
    前記複数対のX線検出手段のX線検出器それぞれが検出したX線から、逆投影処理を行なうための投影データを収集するデータ収集手段と、
    前記データ収集手段が収集した前記投影データを逆投影処理することで第一の画像を生成する第一の画像生成手段と、
    前記データ収集手段が収集した前記投影データを逆投影処理することなく画像化した第二の画像を生成する第二の画像生成手段と、
    前記被検体を中心に回転する前記複数対のX線検出手段が、前記第一の画像を生成するための第一検出手段と前記第二の画像を生成するための第二検出手段とに分割して設定された場合、前記被検体を中心に前記複数対のX線検出手段が1回転する間に、前記第一検出手段のX線管球が前記投影データの収集範囲として指定された位相区間にある期間で、当該X線管球からX線を照射するように制御し、前記第二検出手段のX線管球が特定位相となった時点で、当該X線管球からX線を照射するように制御するX線制御手段と、
    前記位相区間にて前記第一検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手段が収集した投影データを用いて前記第一の画像を生成するように前記第一の画像生成手段を制御し、前記特定位相にて前記第二検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手段が収集した投影データを用いて前記第二の画像を生成するように前記第二の画像生成手段を制御する画像生成制御手段と、
    を備えたことを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。
  2. X線を照射する複数のX線管球と、前記複数のX線管球それぞれに対して被検体を挟んで対向する位置に配置され、前記被検体を透過したX線を検出する複数のX線検出器とから構成される複数対のX線検出手段と、
    前記複数対のX線検出手段のX線検出器それぞれが検出したX線から、逆投影処理を行なうための投影データを収集するデータ収集手段と、
    前記データ収集手段が収集した前記投影データを逆投影処理することで第一の画像を生成する第一の画像生成手段と、
    前記データ収集手段が収集した前記投影データを逆投影処理することなく画像化した第二の画像を生成する第二の画像生成手段と、
    前記被検体を中心に回転する前記複数対のX線検出手段が、前記第一の画像を生成するための第一検出手段と前記第二の画像を生成するための第二検出手段とに分割して設定された場合、前記第一検出手段のX線管球が前記投影データの収集範囲として指定された位相区間にある期間で、当該X線管球からX線を照射するように制御し、前記第二検出手段のX線管球が特定位相となった時点で、当該X線管球からX線を照射するように制御するX線制御手段と、
    前記位相区間にて前記第一検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手段が収集した投影データを用いて前記第一の画像を生成するように前記第一の画像生成手段を制御し、前記特定位相にて前記第二検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手段が収集した投影データを用いて前記第二の画像を生成するように前記第二の画像生成手段を制御する画像生成制御手段と、
    を備え、
    前記X線制御手段は、前記第二検出手段のX線管球から照射されるX線の前記被検体の体軸方向に沿った幅が、前記第一検出手段のX線管球から照射されるX線の前記被検体の体軸方向に沿った幅より広くなるように制御することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。
  3. X線を照射する複数のX線管球と、前記複数のX線管球それぞれに対して被検体を挟んで対向する位置に配置され、前記被検体を透過したX線を検出する複数のX線検出器とから構成される複数対のX線検出手段と、
    前記複数対のX線検出手段のX線検出器それぞれが検出したX線から、逆投影処理を行なうための投影データを収集するデータ収集手段と、
    前記データ収集手段が収集した前記投影データを逆投影処理することで第一の画像を生成する第一の画像生成手段と、
    前記データ収集手段が収集した前記投影データを逆投影処理することなく画像化した第二の画像を生成する第二の画像生成手段と、
    前記被検体を中心に回転する前記複数対のX線検出手段が、前記第一の画像を生成するための第一検出手段と前記第二の画像を生成するための第二検出手段とに分割して設定された場合、前記第一検出手段のX線管球が前記投影データの収集範囲として指定された位相区間にある期間で、当該X線管球からX線を照射するように制御し、前記第二検出手段のX線管球が特定位相となった時点で、当該X線管球からX線を照射するように制御するX線制御手段と、
    前記位相区間にて前記第一検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手段が収集した投影データを用いて前記第一の画像を生成するように前記第一の画像生成手段を制御し、前記特定位相にて前記第二検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手段が収集した投影データを用いて前記第二の画像を生成するように前記第二の画像生成手段を制御する画像生成制御手段と、
    を備え、
    前記X線制御手段は、撮影中に所定の入力部を介して操作者が指定した時点を前記特定位相として、前記第二検出手段のX線管球からX線が照射されるように制御することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。
  4. X線を照射する複数のX線管球と、前記複数のX線管球それぞれに対して被検体を挟んで対向する位置に配置され、前記被検体を透過したX線を検出する複数のX線検出器とから構成される複数対のX線検出手段と、
    前記複数対のX線検出手段のX線検出器それぞれが検出したX線から、逆投影処理を行なうための投影データを収集するデータ収集手段と、
    前記データ収集手段が収集した前記投影データを逆投影処理することで第一の画像を生成する第一の画像生成手段と、
    前記データ収集手段が収集した前記投影データを逆投影処理することなく画像化した第二の画像を生成する第二の画像生成手段と、
    前記被検体を中心に回転する前記複数対のX線検出手段が、前記第一の画像を生成するための第一検出手段と前記第二の画像を生成するための第二検出手段とに分割して設定された場合、前記第一検出手段のX線管球が前記投影データの収集範囲として指定された位相区間にある期間で、当該X線管球からX線を照射するように制御し、前記第二検出手段のX線管球が特定位相となった時点で、当該X線管球からX線を照射するように制御するX線制御手段と、
    前記位相区間にて前記第一検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手段が収集した投影データを用いて前記第一の画像を生成するように前記第一の画像生成手段を制御し、前記特定位相にて前記第二検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手段が収集した投影データを用いて前記第二の画像を生成するように前記第二の画像生成手段を制御する画像生成制御手段と、
    を備え、
    前記X線制御手段は、撮影中に所定の入力部を介して操作者が指定した幅に応じて、前記第二検出手段のX線管球から照射されるX線の前記被検体の体軸方向に沿った幅を変更するように制御することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。
  5. 前記X線制御手段は、前記第二検出手段のX線管球から照射されるX線の前記被検体の体軸方向に沿った幅が、前記第一検出手段のX線管球から照射されるX線の前記被検体の体軸方向に沿った幅より広くなるように制御することを特徴とする請求項1、3および4のいずれか一つに記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
  6. 前記X線制御手段は、前記第二検出手段にて前記特定位相が複数設定される場合、前記第二検出手段のX線管球が設定された複数の特定位相となったそれぞれの時点で、当該X線管球からX線を照射するように制御し、
    前記画像生成制御手段は、前記第二検出手段のX線検出器が検出した前記複数の特定位相ごとのX線から前記データ収集手段が収集した各投影データを用いて当該複数の特定位相ごとの第二の画像を生成するように前記第二の画像生成手段を制御することを特徴とする請求項2または5に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
  7. 前記X線制御手段は、前記複数の特定位相となったそれぞれの時点で、前記第二検出手段のX線管球から照射されるX線の前記被検体の体軸方向に沿った幅が異なるように制御することを特徴とする請求項に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
  8. 前記X線制御手段は、前記複数対のX線検出手段において、前記第二検出手段が複数対設定され、当該設定された複数対の第二検出手段それぞれにおいて異なる特定位相が設定される場合、前記複数対の第二検出手段のX線管球それぞれが設定された特定位相となった時点で、当該X線管球からX線を照射するように制御し、
    前記画像生成制御手段は、前記複数対の第二検出手段のそれぞれのX線検出器が検出したX線から前記データ収集手段が収集した各投影データを用いて、前記複数対の第二検出手段それぞれにて設定された特定位相ごとの第二の画像を生成するように前記第二の画像生成手段を制御することを特徴とする請求項2または5に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
  9. 前記X線制御手段は、前記複数対の第二検出手段のX線管球それぞれから照射されるX線の前記被検体の体軸方向に沿った幅が異なるように制御することを特徴とする請求項に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
  10. 前記X線制御手段は、前記複数対のX線検出手段において、前記第一検出手段が複数対設定され、当該設定された複数対の第一検出手段それぞれにおいて異なる位相区間が設定される場合、前記複数対の第一検出手段のX線管球それぞれが設定された位相区間となった時点で、当該X線管球からX線を照射するように制御し、
    前記画像生成制御手段は、前記複数対の第一検出手段のそれぞれのX線検出器が該当する位相区間にて検出したX線から前記データ収集手段が収集した各投影データを用いて、前記第一の画像を生成するように前記第一の画像生成手段を制御することを特徴とする請求項2または5に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
  11. 前記X線制御手段は、撮影中に所定の入力部を介して操作者が指定した時点を前記特定位相として、前記第二検出手段のX線管球からX線が照射されるように制御することを特徴とする請求項1、2、410のいずれか一つに記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
  12. 前記X線制御手段は、撮影中に所定の入力部を介して操作者が指定した幅に応じて、前記第二検出手段のX線管球から照射されるX線の前記被検体の体軸方向に沿った幅を変更するように制御することを特徴とする請求項1〜3、511のいずれか一つに記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
  13. 前記X線制御手段は、前記第二検出手段のX線管球が前記特定位相の近傍にある所定の期間において、当該X線管球からX線を照射するように制御し、
    前記画像生成制御手段は、前記所定の期間にて前記第二検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手段が収集した各投影データを加算することで前記第二の画像を生成するように前記第二の画像生成手段を制御することを特徴とする請求項1〜12のいずれか一つに記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
  14. X線を照射する複数のX線管球と、前記複数のX線管球それぞれに対して被検体を挟んで対向する位置に配置され、前記被検体を透過したX線を検出する複数のX線検出器とから構成される複数対のX線検出手段を有するX線コンピュータ断層撮影装置に適用される撮影制御方法をコンピュータに実行させる撮影制御プログラムであって、
    前記複数対のX線検出手段のX線検出器それぞれが検出したX線から、逆投影処理を行なうための投影データを収集するデータ収集手順と、
    前記データ収集手順が収集した前記投影データを逆投影処理することで第一の画像を生成する第一の画像生成手順と、
    前記データ収集手順が収集した前記投影データを逆投影処理することなく画像化した第二の画像を生成する第二の画像生成手順と、
    前記被検体を中心に回転する前記複数対のX線検出手段が、前記第一の画像を生成するための第一検出手段と前記第二の画像を生成するための第二検出手段とに分割して設定された場合、前記被検体を中心に前記複数対のX線検出手段が1回転する間に、前記第一検出手段のX線管球が前記投影データの収集範囲として指定された位相区間にある期間で、当該X線管球からX線を照射するように制御し、前記第二検出手段のX線管球が特定位相となった時点で、当該X線管球からX線を照射するように制御するX線制御手順と、
    前記位相区間にて前記第一検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手順が収集した投影データを用いて前記第一の画像を生成するように前記第一の画像生成手順を制御し、前記特定位相にて前記第二検出手段のX線検出器が検出したX線から前記データ収集手順が収集した投影データを用いて前記第二の画像を生成するように前記第二の画像生成手順を制御する画像生成制御手順と、
    をコンピュータに実行させることを特徴とする撮影制御プログラム。
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