JP5601674B2 - X-ray CT system - Google Patents
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Description
本発明は、X線CT(Computed Tomography)装置に関し、更に詳しくは、周期運動する心臓の所定の心位相範囲におけるデータを収集することが出来ると共に乳房のX線被曝量を低減することが出来るX線CT装置に関する。 The present invention relates to an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus. More specifically, the present invention can collect data in a predetermined cardiac phase range of a periodically moving heart and reduce X-ray exposure of a breast. The present invention relates to a line CT apparatus.
従来、心臓の周期運動の位相すなわち心位相を検出し、所定の心位相から所定時間だけX線照射を行うX線CT装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an X-ray CT apparatus that detects a phase of a cardiac motion, that is, a cardiac phase, and performs X-ray irradiation for a predetermined time from a predetermined cardiac phase is known (for example, see Patent Document 1).
他方、X線管が眼球や乳房の正面にある時はX線照射出力を下げ、眼球や乳房の正面にないときはX線照射出力を上げるX線CT装置が知られている(例えば、特許文献2参照。)。 On the other hand, an X-ray CT apparatus is known that lowers the X-ray irradiation output when the X-ray tube is in front of the eyeball or breast, and increases the X-ray irradiation output when not in front of the eyeball or breast (for example, patents). Reference 2).
上記特許文献1に記載のX線CT装置では、周期運動する心臓の所定の心位相範囲におけるデータを収集することが出来る。
しかし、乳房の正面でもX線の照射が行われるため、乳房のX線被曝量が低減されるとは限らない問題点がある。
The X-ray CT apparatus described in
However, since X-ray irradiation is performed also in front of the breast, there is a problem that the X-ray exposure dose of the breast is not always reduced.
他方、上記特許文献2に記載のX線CT装置では、乳房のX線被曝量を低減することが出来る。
しかし、心位相と連動していないため、心臓の所定の心位相範囲におけるデータを収集することが出来ない問題点がある。
On the other hand, in the X-ray CT apparatus described in
However, since it is not linked to the cardiac phase, there is a problem that data in a predetermined cardiac phase range of the heart cannot be collected.
そこで、本発明の目的は、周期運動する心臓の所定の心位相範囲におけるデータを収集することが出来ると共に乳房のX線被曝量を低減することが出来るX線CT装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus capable of collecting data in a predetermined cardiac phase range of a periodically moving heart and reducing the amount of X-ray exposure of a breast.
第1の観点では、本発明は、被検体の周りを回転しながら被検体へX線を照射するX線管と、被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線管の回転角度θを検出する角度検出手段と、被検体の心位相ψを検出する心位相検出手段と、前記回転角度θが被検体の正面よりX線管回転方向前側の禁止開始角度Θsから被検体の正面よりX線管回転方向後側の禁止終了角度Θeまでの禁止角度範囲内ではX線の照射を禁止すると共に前記回転角度θが前記禁止角度範囲内でなく且つ前記心位相ψが所定のデータ収集開始心位相Ψsである時に画像再構成に用いる投影データの収集を開始し前記回転角度θが前記禁止角度範囲に入る前に前記投影データの収集を終了するスキャン制御手段と、収集した前記投影データを基にCT画像を生成する画像再構成手段とを具備したことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第1の観点によるX線CT装置では、X線管の回転角度θが被検体の正面よりX線管回転方向前側の禁止開始角度Θsから被検体の正面よりX線管回転方向後側の禁止終了角度Θeまでの禁止角度範囲内でのX線照射を禁止するから、乳房のX線被曝量を低減することが出来る。また、X線管の回転角度θが禁止角度範囲内でなく且つ心位相ψがデータ収集開始心位相Ψsである時に画像再構成に用いる投影データの収集を開始し回転角度θが禁止角度範囲に入る前に投影データの収集を終了するから、心位相ψがデータ収集開始心位相Ψsである時から所定の心位相範囲における投影データを収集することが出来る。
In a first aspect, the present invention provides an X-ray tube that irradiates a subject with X-rays while rotating around the subject, an X-ray detector that detects X-rays transmitted through the subject, and the X-rays An angle detection means for detecting the rotation angle θ of the tube, a cardiac phase detection means for detecting the cardiac phase ψ of the subject, and the rotation angle θ from the prohibition start angle Θs on the front side in the X-ray tube rotation direction from the front of the subject. X-ray irradiation is prohibited within the prohibition angle range from the front of the subject to the prohibition end angle Θe behind the X-ray tube rotation direction, and the rotational angle θ is not within the prohibition angle range and the cardiac phase ψ is Scan control means for starting the acquisition of projection data used for image reconstruction when the predetermined data acquisition start phase Ψs is reached and ending the acquisition of the projection data before the rotation angle θ enters the prohibited angle range; A CT image is generated based on the projection data To provide an X-ray CT apparatus characterized by comprising a image reconstruction means.
In the X-ray CT apparatus according to the first aspect, the rotation angle θ of the X-ray tube is from the prohibition start angle Θs on the front side in the X-ray tube rotation direction from the front of the subject to the rear side in the X-ray tube rotation direction from the front of the subject. Since X-ray irradiation within the prohibited angle range up to the prohibited end angle Θe is prohibited, the amount of X-ray exposure of the breast can be reduced. Also, when the rotation angle θ of the X-ray tube is not within the prohibited angle range and the cardiac phase ψ is the data acquisition start cardiac phase ψs, the collection of projection data used for image reconstruction is started, and the rotational angle θ falls within the prohibited angle range. Since the collection of projection data is completed before entering, projection data in a predetermined cardiac phase range can be collected from when the cardiac phase ψ is the data collection start cardiac phase ψs.
第2の観点では、本発明は、前記第1の観点によるX線CT装置において、前記被検体の正面に相当する回転角度θを0度とし且つX線管回転方向に角度を見たときに、前記禁止角度範囲が330度から30度までの角度範囲以上であることを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第2の観点によるX線CT装置では、X線管の回転角度θが被検体の正面よりX線管回転方向前側の30度から被検体の正面よりX線管回転方向後側の30度までよりも広い禁止角度範囲内でのX線照射を禁止するから、乳房のX線被曝量を低減することが出来る。
In a second aspect, the present invention relates to the X-ray CT apparatus according to the first aspect, wherein the rotation angle θ corresponding to the front of the subject is 0 degree and the angle is viewed in the X-ray tube rotation direction. The X-ray CT apparatus is characterized in that the forbidden angle range is not less than an angle range from 330 degrees to 30 degrees.
In the X-ray CT apparatus according to the second aspect, the rotation angle θ of the X-ray tube is 30 degrees on the front side in the X-ray tube rotation direction from the front of the subject to 30 degrees on the rear side in the X-ray tube rotation direction from the front of the subject. Since X-ray irradiation within a wider forbidden angle range than that is prohibited, the amount of X-ray exposure of the breast can be reduced.
第3の観点では、本発明は、前記第1または第2の観点によるX線CT装置において、前記投影データを収集する角度範囲をWとするとき、X線を照射せずに前記X線管を回転させ、前記心位相ψが前記データ収集開始心位相Ψsになった時に前記回転角度θがΘe<θ<Θs−WであればX線の照射を開始し且つ前記投影データを収集することを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第1の観点によるX線CT装置では、回転角度θが禁止角度範囲に入る前に投影データの収集を確実に終了することが出来る。
In a third aspect, the present invention relates to the X-ray tube without irradiating X-rays when the angle range for collecting the projection data is W in the X-ray CT apparatus according to the first or second aspect. If the rotation angle θ is Θe <θ <Θs−W when the cardiac phase ψ becomes the data acquisition start cardiac phase ψs, X-ray irradiation is started and the projection data is collected. An X-ray CT apparatus is provided.
In the X-ray CT apparatus according to the first aspect, the collection of projection data can be reliably ended before the rotation angle θ enters the prohibited angle range.
第4の観点では、本発明は、前記第3の観点によるX線CT装置において、X線管の回転速度,被検体の心周期,ある時刻でのX線管の回転角度および心位相を基に、前記心位相ψが前記データ収集開始心位相Ψsになった時に前記回転角度θがΘe<θ<Θs−Wになるまでの待機時間を算出し、該待機時間経過時にX線の照射を開始し且つ前記投影データを収集することを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第4の観点によるX線CT装置では、X線の照射および投影データの収集が開始されるまでの待機時間を予め知ることが出来る。
In a fourth aspect, the present invention provides an X-ray CT apparatus according to the third aspect based on the rotational speed of the X-ray tube, the cardiac cycle of the subject, the rotational angle of the X-ray tube at a certain time, and the cardiac phase. In addition, a waiting time until the rotation angle θ becomes Θe <θ <Θs−W when the heart phase ψ becomes the data acquisition start phase ψs is calculated, and X-ray irradiation is performed when the waiting time elapses. An X-ray CT apparatus is provided that starts and collects the projection data.
In the X-ray CT apparatus according to the fourth aspect, the standby time until the X-ray irradiation and the collection of projection data are started can be known in advance.
第5の観点では、本発明は、前記第1または第2の観点によるX線CT装置において、前記投影データを収集する角度範囲をWとするとき、X線を照射せずに前記X線管を回転させ、前記回転角度θがΘe<θ<ΘsであればX線を照射し、前記心位相ψが前記データ収集開始心位相Ψsになった時に前記回転角度θがΘe<θ<Θs−Wであれば前記投影データを収集することを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第5の観点によるX線CT装置では、投影データの収集を開始する前からX線の照射を開始することが可能になる。
In a fifth aspect, the present invention provides the X-ray tube without irradiating X-rays when the angle range for collecting the projection data is W in the X-ray CT apparatus according to the first or second aspect. If the rotation angle θ is Θe <θ <Θs, X-rays are emitted, and when the cardiac phase ψ becomes the data acquisition start phase ψs, the rotation angle θ becomes Θe <θ <Θs−. An X-ray CT apparatus is provided that collects the projection data if W.
In the X-ray CT apparatus according to the fifth aspect, X-ray irradiation can be started before the projection data collection is started.
第6の観点では、本発明は、前記第5の観点によるX線CT装置において、X線管の回転速度,被検体の心周期,ある時刻でのX線管の回転角度および心位相を基に、前記心位相ψが前記データ収集開始心位相Ψsになった時に前記回転角度θがΘe<θ<Θs−Wになるまでの待機時間を算出し、該待機時間経過時に前記投影データを収集することを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第6の観点によるX線CT装置では、投影データの収集が開始されるまでの待機時間を予め知ることが出来る。
In a sixth aspect, the present invention relates to the X-ray CT apparatus according to the fifth aspect, based on the rotational speed of the X-ray tube, the cardiac cycle of the subject, the rotational angle of the X-ray tube at a certain time, and the cardiac phase. In addition, a standby time until the rotation angle θ becomes Θe <θ <Θs−W when the cardiac phase ψ reaches the data acquisition start central phase ψs is calculated, and the projection data is collected when the standby time elapses. An X-ray CT apparatus is provided.
In the X-ray CT apparatus according to the sixth aspect, it is possible to know in advance the waiting time until projection data collection is started.
第7の観点では、本発明は、前記第1から前記第6の観点によるX線CT装置において、被検体の体軸方向の複数の撮影位置で前記投影データの収集を繰り返すことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第7の観点によるX線CT装置では、心臓の3次元的データを収集することが出来る。
In a seventh aspect, the present invention is characterized in that in the X-ray CT apparatus according to the first to sixth aspects, the collection of the projection data is repeated at a plurality of imaging positions in the body axis direction of the subject. An X-ray CT apparatus is provided.
The X-ray CT apparatus according to the seventh aspect can collect three-dimensional heart data.
第8の観点では、本発明は、前記第7の観点によるX線CT装置において、次の撮影位置に到達してから投影データの収集を開始するまでの時間が短くなるように、被検体の体軸方向のある撮影位置から次の撮影位置へ移動する時間中にX線管の回転速度を加減速することを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第8の観点によるX線CT装置では、被検体の体軸方向のある撮影位置から次の撮影位置へ移動する間の時間(通常、1〜2心周期分の時間がある)を利用し、X線管の回転速度を加減速してタイミングを調整する。これにより、次の撮影位置に到達した後、短い時間で、投影データの収集を開始できる。
In an eighth aspect, the present invention provides an X-ray CT apparatus according to the seventh aspect, wherein the time from the arrival at the next imaging position to the start of collection of projection data is shortened. Provided is an X-ray CT apparatus characterized by accelerating and decelerating the rotational speed of an X-ray tube during a time of moving from one imaging position in the body axis direction to the next imaging position.
In the X-ray CT apparatus according to the eighth aspect, the time during which the subject moves from one imaging position in the body axis direction to the next imaging position (usually, there is a time corresponding to one to two cardiac cycles) is used. The timing is adjusted by accelerating / decelerating the rotational speed of the X-ray tube. Thereby, after reaching the next photographing position, the collection of projection data can be started in a short time.
第9の観点では、本発明は、被検体の周りを回転しながら被検体へX線を照射するX線管と、被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線管の回転角度θを検出する角度検出手段と、被検体の心位相ψを検出する心位相検出手段と、前記回転角度θが被検体の正面よりX線管回転方向後側の禁止終了角度ΘeよりもX線管回転方向後側の位置に前記X線管を停止させた状態で前記心位相ψが所定のデータ収集開始心位相Ψsになった時にX線の照射およびX線管の回転を開始し且つ画像再構成に用いる投影データの収集を開始し前記回転角度θが被検体の正面よりX線管回転方向前側の禁止開始角度Θsに至る前にX線の照射および前記投影データの収集を終了するスキャン制御手段と、収集した前記投影データを基にCT画像を生成する画像再構成手段とを具備したことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第9の観点によるX線CT装置では、X線管の回転角度θが被検体の正面よりX線管回転方向前側の禁止開始角度Θsから被検体の正面よりX線管回転方向後側の禁止終了角度Θeまでの禁止角度範囲内でのX線照射を禁止するから、乳房のX線被曝量を低減することが出来る。また、X線管の回転角度θが禁止角度範囲内でなく且つ心位相ψがデータ収集開始心位相Ψsである時に画像再構成に用いる投影データの収集を開始し回転角度θが禁止角度範囲に入る前に投影データの収集を終了するから、心位相ψがデータ収集開始心位相Ψsである時から所定の心位相範囲における投影データを収集することが出来る。
In a ninth aspect, the present invention provides an X-ray tube that irradiates a subject with X-rays while rotating around the subject, an X-ray detector that detects X-rays transmitted through the subject, and the X-rays Angle detection means for detecting the rotation angle θ of the tube, cardiac phase detection means for detecting the cardiac phase ψ of the subject, and the prohibition end angle Θe on the rear side in the X-ray tube rotation direction from the front of the subject. X-ray irradiation and rotation of the X-ray tube when the X-ray tube is stopped at a position behind the X-ray tube rotation direction and the cardiac phase ψ reaches a predetermined data acquisition start phase ψs. X-ray irradiation and the collection of the projection data are started before the rotation angle θ reaches the prohibition start angle Θs on the front side in the X-ray tube rotation direction from the front of the subject. A CT image based on the scan control means for ending and the collected projection data There is provided an X-ray CT apparatus comprising an image reconstructing means.
In the X-ray CT apparatus according to the ninth aspect, the rotation angle θ of the X-ray tube is from the prohibition start angle Θs on the front side in the X-ray tube rotation direction from the front of the subject to the rear side in the X-ray tube rotation direction from the front of the subject. Since X-ray irradiation within the prohibited angle range up to the prohibited end angle Θe is prohibited, the amount of X-ray exposure of the breast can be reduced. Also, when the rotation angle θ of the X-ray tube is not within the prohibited angle range and the cardiac phase ψ is the data acquisition start cardiac phase ψs, the collection of projection data used for image reconstruction is started, and the rotational angle θ falls within the prohibited angle range. Since the collection of projection data is completed before entering, projection data in a predetermined cardiac phase range can be collected from when the cardiac phase ψ is the data collection start cardiac phase ψs.
第10の観点では、本発明は、前記第9の観点によるX線CT装置において、前記被検体の正面に相当する回転角度θを0度とし且つX線管回転方向に角度を見たときに、前記禁止角度範囲が330度から30度までの角度範囲以上であることを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第10の観点によるX線CT装置では、X線管の回転角度θが被検体の正面よりX線管回転方向前側の30度から被検体の正面よりX線管回転方向後側の30度までより広い禁止角度範囲内でのX線照射を禁止するから、乳房のX線被曝量を低減することが出来る。
In a tenth aspect, the present invention relates to the X-ray CT apparatus according to the ninth aspect, wherein the rotation angle θ corresponding to the front of the subject is 0 degree and the angle is viewed in the X-ray tube rotation direction. The X-ray CT apparatus is characterized in that the forbidden angle range is not less than an angle range from 330 degrees to 30 degrees.
In the X-ray CT apparatus according to the tenth aspect, the rotation angle θ of the X-ray tube is 30 degrees on the front side in the X-ray tube rotation direction from the front of the subject to 30 degrees on the rear side in the X-ray tube rotation direction from the front of the subject. X-ray irradiation within a wider prohibition angle range is prohibited until the amount of X-ray exposure of the breast can be reduced.
第11の観点では、本発明は、前記第9または第10の観点によるX線CT装置において、被検体の体軸方向の一つの撮影位置で前記投影データの収集を終了した後から被検体の体軸方向の次の撮影位置へ移動するまでの間に、前記X線管を前記禁止終了角度ΘeよりもX線管回転方向後側の位置へ回転させておくことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第11の観点によるX線CT装置では、被検体の体軸方向の一つの撮影位置から次の撮影位置へとX線管または被検体を移動させるのに並行してX線管をX線照射開始位置まで回転させるから、準備時間を短縮できる。
In an eleventh aspect, the present invention provides the X-ray CT apparatus according to the ninth or tenth aspect after the acquisition of the projection data at one imaging position in the body axis direction of the subject. The X-ray CT is characterized in that the X-ray tube is rotated to a position behind the prohibition end angle Θe in the X-ray tube rotation direction before moving to the next imaging position in the body axis direction. Providing equipment.
In the X-ray CT apparatus according to the eleventh aspect, the X-ray tube is moved in parallel with moving the X-ray tube or the subject from one imaging position in the body axis direction of the subject to the next imaging position. Since it is rotated to the irradiation start position, the preparation time can be shortened.
本発明のX線CT装置によれば、周期運動する心臓の所定の心位相範囲におけるデータを収集することが出来ると共に乳房のX線被曝量を低減することが出来る。 According to the X-ray CT apparatus of the present invention, it is possible to collect data in a predetermined cardiac phase range of a periodically moving heart and reduce the X-ray exposure dose of the breast.
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
図1は、実施例1にかかるX線CT装置100の構成ブロック図である。
このX線CT装置100は、操作コンソール1と、テーブル装置10と、走査ガントリ20と、心電計40とを具備している。
FIG. 1 is a configuration block diagram of an
The
操作コンソール1は、操作者の入力を受け付ける入力装置2と、スキャン制御処理や画像再構成処理などを実行する中央処理装置3と、走査ガントリ20で取得した投影データを収集するデータ収集バッファ5と、投影データから再構成した断層像や画像作成処理で作成した画像を表示する表示装置6と、プログラムやデータや画像を記憶する記憶装置7とを具備している。
The
テーブル装置10は、被検体を乗せて走査ガントリ20のボア(空洞部)に入れ出しするクレードル12を具備している。クレードル12は、テーブル装置10に内蔵するモータで昇降(y軸方向)および直線移動(z軸方向)される。
The table device 10 includes a
走査ガントリ20は、X線管21と、X線コントローラ22と、コリメータ23と、X線検出器24と、DAS(Data Acquisition System)25と、被検体の体軸の回りにX線管21などを回転させる回転部コントローラ26と、走査ガントリ20を回転軸の前方または後方に傾斜させるときの制御を行うチルトコントローラ27と、制御信号などを操作コンソール1やテーブル装置10や心電計40とやり取りする制御コントローラ29と、スリップリング30とを具備している。
The
クレードル12の直線移動量はテーブル装置10に内蔵するエンコーダによりカウントされ、制御コントローラ29にて直線移動量からクレードル12のz軸座標を算出し、スリップリング30を経由してDAS25にz軸座標が送られる。
The linear movement amount of the
X線検出器24で得られた投影データは、DAS25でAD変換され、z軸座標を付加され、スリップリング30を経由し、データ収集バッファ5へ転送される。
The projection data obtained by the
制御コントローラ29は、X線管21の回転角度θおよび心電計40で得られた心電データを中央処理装置3へ送る。
The controller 29 sends the rotation angle θ of the
中央処理装置3は、データ収集バッファ5に収集した投影データに対して、前処理および画像再構成処理を行ない、断層像を生成し、断層像を表示装置6に表示する。また、連続して並ぶz軸位置の断層像からボリュームデータを作成する。
The
図2に示すように、被検体がクレードルに上向きに寝ており、乳房Bが上向きになっている場合を想定する。
被検体の正面よりX線管回転方向前側の禁止開始角度Θsから被検体の正面よりX線管回転方向後側の禁止終了角度Θeまでの角度範囲が禁止角度範囲である。Wは、投影データを収集する角度範囲である。
被検体の正面に相当する回転角度θを0度とし且つX線管21の回転方向に回転角度θを見たときに、例えばΘs=330度、Θe=30度、W=240度、Θs−W=90度である。なお、W=240度を優先条件とするなら、Θs=360度、Θe=60度まで禁止角度範囲を広げることが出来る。
As shown in FIG. 2, it is assumed that the subject is lying on the cradle and the breast B is facing upward.
The angle range from the prohibition start angle Θs on the front side in the X-ray tube rotation direction from the front of the subject to the prohibition end angle Θe on the rear side in the X-ray tube rotation direction from the front of the subject is the prohibition angle range. W is an angle range for collecting projection data.
When the rotation angle θ corresponding to the front of the subject is 0 degree and the rotation angle θ is viewed in the rotation direction of the
図3は、実施例1に係る被曝低減心臓撮影処理の手順を示すフロー図である。
ステップP1では、被検体の体軸方向の最初の撮影位置で心臓を撮影するべくクレードル12または走査ガントリ20をz軸方向に移動する。
ステップP2では、被検体にX線を照射しないでX線管21を回転させる。ここで、被検体にX線を照射しないためには、X線管21からX線を放射しないか又はコリメータなどでX線管21と被検体の間でX線を遮断するかのいずれでもよい。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure of exposure reduction cardiac imaging processing according to the first embodiment.
In step P1, the
In step P2, the
ステップP3では、許容誤差をΔΨとするとき、心位相ψがΨs−ΔΨからΨs+ΔΨの範囲内になるまで待機し、範囲内に入ればステップP4へ進む。なお、「心位相ψがデータ収集開始心位相Ψsである時」とは、この範囲内になった状態をいう。 In step P3, when the allowable error is ΔΨ, the process waits until the cardiac phase ψ falls within the range of Ψs−ΔΨ to Ψs + ΔΨ, and if it falls within the range, the process proceeds to step P4. Note that “when the heart phase ψ is the data acquisition start heart phase ψs” refers to a state within this range.
ステップP4では、回転角度θが禁止終了角度ΘeからΘs−Wの範囲内であるかチェックし、範囲内でなければステップP3に戻り、範囲内であればステップP5へ進む。例えば図2に示すように、心位相ψがΨs−ΔΨからΨs+ΔΨの範囲内になった時に回転角度θが禁止終了角度ΘeからΘs−Wの範囲内であれば、ステップP7へ進む。 In Step P4, it is checked whether the rotation angle θ is within the range of the prohibition end angle Θe to Θs-W. If not within the range, the process returns to Step P3, and if within the range, the process proceeds to Step P5. For example, as shown in FIG. 2, if the rotation angle θ is within the range of the prohibition end angle Θe to Θs−W when the cardiac phase ψ is within the range of ψs−Δψ to ψs + Δψ, the process proceeds to step P7.
ステップP7では、被検体にX線を照射し、回転角度θが現在値θsからθs+Wになるまで投影データを収集する。
ステップP8では、X線の照射を止める。これにより、例えば図2に示すように、回転角度θが禁止開始角度Θsに入る前にX線の照射が止まる。
In Step P7, the subject is irradiated with X-rays, and projection data is collected until the rotation angle θ changes from the current value θs to θs + W.
In Step P8, the X-ray irradiation is stopped. As a result, for example, as shown in FIG. 2, X-ray irradiation stops before the rotation angle θ enters the prohibition start angle Θs.
ステップP9では、被検体の体軸方向の次の撮影位置があるならステップP8へ進み、最後の撮影位置であったならステップP21へ進む。 In Step P9, if there is a next imaging position in the body axis direction of the subject, the process proceeds to Step P8, and if it is the last imaging position, the process proceeds to Step P21.
ステップP10では、被検体の体軸方向の次の撮影位置で心臓を撮影するべくクレードル12または走査ガントリ20をz軸方向に移動する。そして、ステップP3に戻る。
In step P10, the
ステップP21では、投影データに対して前処理(オフセット補正,対数補正,X線線量補正,感度補正)を行う。
ステップP22では、投影データに対して画像再構成処理を行い、CT画像を生成する。
ステップP23では、表示に適するようにCT画像に後処理を施す。
ステップP24では、CT画像を表示する。そして、処理を終了する。
In step P21, preprocessing (offset correction, logarithmic correction, X-ray dose correction, sensitivity correction) is performed on the projection data.
In Step P22, an image reconstruction process is performed on the projection data to generate a CT image.
In step P23, the CT image is post-processed so as to be suitable for display.
In step P24, a CT image is displayed. Then, the process ends.
例えば図4の(b)に示すような心位相ψに対して、図4の(c)に示すような回転角度θを想定する。
心位相ψがデータ収集開始心位相Ψsである時t1では、X線照射が開始されないから、禁止角度範囲(太い破線で示す角度範囲)でのX線照射を回避できる。
心位相ψがデータ収集開始心位相Ψsである時t2では、X線照射が開始され、データ収集開始心位相Ψsから始まる位相範囲hの投影データが収集される(極太い実線で示す角度範囲)。しかし、禁止角度範囲でのX線照射を回避できる。
心位相ψがデータ収集開始心位相Ψsである時t3では、X線照射が開始されないから、禁止角度範囲(太い破線で示す角度範囲)でのX線照射を回避できる。
For example, a rotation angle θ as shown in FIG. 4C is assumed with respect to the cardiac phase ψ as shown in FIG.
Since the X-ray irradiation is not started at the time t1 when the cardiac phase ψ is the data acquisition start cardiac phase ψs, it is possible to avoid the X-ray irradiation in the prohibited angle range (angle range indicated by a thick broken line).
At time t2 when the cardiac phase ψ is the data acquisition start cardiac phase ψs, X-ray irradiation is started, and projection data in the phase range h starting from the data acquisition start cardiac phase ψs is collected (angle range indicated by a very thick solid line). . However, X-ray irradiation in the prohibited angle range can be avoided.
Since the X-ray irradiation is not started at the time t3 when the cardiac phase ψ is the data acquisition start cardiac phase ψs, the X-ray irradiation in the prohibited angle range (angle range indicated by a thick broken line) can be avoided.
実施例1のX線CT装置100によれば、X線管21の回転角度θが被検体の正面よりX線管回転方向前側の禁止開始角度Θsから被検体の正面よりX線管回転方向後側の禁止終了角度Θeまでの禁止角度範囲内でのX線照射を禁止するから、乳房BのX線被曝量を低減することが出来る。また、心位相ψがデータ収集開始心位相Ψsである時から所定の位相範囲hにおける投影データを収集することが出来る。
According to the
図5は、実施例2に係る被曝量低減心臓撮影処理の手順を示すフロー図である。
ステップP5,P6以外は実施例1と同じなので説明を省略し、ステップP5,P6のみについて説明する。
FIG. 5 is a flowchart illustrating the procedure of exposure reduction cardiac imaging processing according to the second embodiment.
Since steps other than steps P5 and P6 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted, and only steps P5 and P6 are described.
ステップP5では、現時点(t)の心位相ψ(t)と回転角度θ(t)の対応を基に、ψ=Ψs且つΘe<θ<Θs−Wとなるまでの待機時間Tを計算する。
待機時間Tは、例えば次のようにして算出する。
(1)ψ=Ψsとなった時の回転角度θoを検出する。
(2)1心拍で回転する角度範囲Dを検出する。
(3)(θo+α×D)=Θeを満足する回転数αを求める。なお、左辺は360度に対する端数とする。
(4)T=α×1回転時間F
数値例を示すと、θo=180度,D=360度,Θe=60度,F=1秒とすると、
(180+α×360)=60
になるので、α=2/3なら、左辺は(180+240)となり、360度に対する端数は60度なので、式を満足する。よって、2/3回転する時間が待機時間Tとなる。なお、多少の誤差は許容される。
In step P5, a waiting time T until ψ = ψs and Θe <θ <Θs−W is calculated based on the correspondence between the cardiac phase ψ (t) at the current time (t) and the rotation angle θ (t).
The waiting time T is calculated as follows, for example.
(1) The rotation angle θo when ψ = ψs is detected.
(2) An angle range D that rotates in one heartbeat is detected.
(3) A rotational speed α satisfying (θo + α × D) = Θe is obtained. The left side is a fraction with respect to 360 degrees.
(4) T = α × 1 rotation time F
As a numerical example, when θo = 180 degrees, D = 360 degrees, Θe = 60 degrees, and F = 1 second,
(180 + α × 360) = 60
Therefore, if α = 2/3, the left side is (180 + 240), and the fraction with respect to 360 degrees is 60 degrees, which satisfies the equation. Therefore, the time for 2/3 rotation is the waiting time T. Some errors are allowed.
ステップP6では、待機時間Tが経過するまでX線を照射しないでX線管21の回転を続け、待機時間Tが経過するとステップP7へ進む。
In step P6, the
図6は、実施例3に係る被曝低減心臓撮影処理の手順を示すフロー図である。
基本的には図3に示す実施例1の手順と同じであるが、X線を照射せずにX線管を回転させ(ステップP2)、回転角度θがΘe<θ<ΘsでなければX線を照射せず(ステップP3a,P3b)、Θe<θ<ΘsであればX線を照射し(ステップP3a,P3c)、心位相ψがデータ収集開始心位相Ψsになった時に回転角度θがΘe<θ<Θs−Wであれば(ステップP3,P4)、投影データを収集する(ステップP7’)ものである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure of exposure reduction cardiac imaging processing according to the third embodiment.
The procedure is basically the same as that of the first embodiment shown in FIG. 3, but the X-ray tube is rotated without irradiating X-rays (step P2), and if the rotation angle θ is not Θe <θ <Θs, X No X-ray is irradiated (steps P3a and P3b), and X-rays are irradiated if Θe <θ <Θs (steps P3a and P3c), and the rotation angle θ is set when the cardiac phase ψ becomes the data acquisition start phase ψs. If Θe <θ <Θs−W (steps P3 and P4), projection data is collected (step P7 ′).
図7は、実施例4に係る被曝低減心臓撮影処理の手順を示すフロー図である。
基本的には図5に示す実施例2の手順と同じであるが、X線を照射せずにX線管を回転させ(ステップP2)、回転角度θがΘe<θ<ΘsでなければX線を照射せず(ステップP3a,P3b)、Θe<θ<ΘsであればX線を照射し(ステップP3a,P3c)、待機時間Tが経過したら(ステップP6)、投影データを収集する(ステップP7’)ものである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure of exposure reduction cardiac imaging processing according to the fourth embodiment.
The procedure is basically the same as that of the second embodiment shown in FIG. 5 except that the X-ray tube is rotated without irradiating X-rays (step P2), and if the rotation angle θ is not Θe <θ <Θs, X If no radiation is irradiated (steps P3a and P3b) and Xe rays are irradiated if Θe <θ <Θs (steps P3a and P3c), and the waiting time T has elapsed (step P6), projection data is collected (steps). P7 ′).
図8は、実施例5に係る被曝低減心臓撮影処理の手順を示すフロー図である。
ステップR1では、被検体の体軸方向の最初の撮影位置で心臓を撮影するべくクレードル12または走査ガントリ20をz軸方向に移動する。
ステップR2では、被検体にX線を照射しないでX線管21を回転させる。ここで、被検体にX線を照射しないためには、X線管21からX線を放射しないか又はコリメータなどでX線管21と被検体の間でX線を遮断するかのいずれでもよい。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure of exposure reduction cardiac imaging processing according to the fifth embodiment.
In step R1, the
In step R2, the
ステップR3では、現時点の心位相ψと心周期τを測定し、心位相ψがデータ収集開始心位相Ψsになるまでの時間TiをA(例えばA=10)個だけ予測する。
Ti=τ(Ψs−ψ)/2π+i・π
(i=0,1,2,…,A)
ステップR4では、現時点の回転角θを測定し、回転角θが禁止終了角度Θeになるまでの回転数NjをB(例えばB=10)個だけ予測する。
Nj=(Θe−θ)/2π+j
(j=0,1,2,…,B)
ステップR5では、時間Tiと回転数Njを基に複数個の平均回転速度Vijを計算する。但し、Tiは、撮影位置までの水平移動時間(z軸方向への移動時間)より長いものを選ぶ。
Vij=Nj/Ti
ステップR6では、電機的に実現可能な平均回転速度Vijの中で時間Tiが最小の平均速度VIJを選ぶ(つまり、I,Jを決める)。
ステップR7では、現時点から時間TIが経過するまでの間の平均回転速度がVIJになり、最終回転速度が撮影時回転速度になるように、回転速度プロファイルを作成する。
ステップR8では、作成した回転速度プロファイルで加減速してX線管21を回転させる。
In step R3, the current cardiac phase ψ and cardiac cycle τ are measured, and A (for example, A = 10) times Ti until the cardiac phase ψ reaches the data collection start cardiac phase ψs are predicted.
Ti = τ (ψs−ψ) / 2π + i · π
(I = 0, 1, 2, ..., A)
In step R4, the current rotation angle θ is measured, and the number of rotations Nj until the rotation angle θ reaches the prohibition end angle Θe is predicted by B (for example, B = 10).
Nj = (Θe−θ) / 2π + j
(J = 0, 1, 2, ..., B)
In step R5, a plurality of average rotational speeds Vij are calculated based on the time Ti and the rotational speed Nj. However, Ti is selected to be longer than the horizontal movement time to the photographing position (movement time in the z-axis direction).
Vij = Nj / Ti
In step R6, an average speed VIJ having a minimum time Ti is selected from among the average rotational speed Vij that can be realized electrically (that is, I and J are determined).
In Step R7, a rotation speed profile is created so that the average rotation speed from the present time until the time TI elapses becomes VIJ, and the final rotation speed becomes the rotation speed at the time of photographing.
In step R8, the
ステップR9では、撮影位置に到達するまで待ち、到達したらステップR10へ進む。
ステップR10では、水平移動を停止し、ステップR11へ進む。
In step R9, it waits until it reaches the photographing position, and if it reaches, it proceeds to step R10.
In step R10, the horizontal movement is stopped and the process proceeds to step R11.
ステップR11では、時間TIが経過するまで待ち、到達したらステップR12へ進む。
ステップR12では、被検体にX線を照射し、回転角度θが現在値θsからθs+Wになるまで投影データを収集する。
ステップR13では、X線の照射を止める。
In step R11, the process waits until the time TI elapses.
In step R12, the subject is irradiated with X-rays, and projection data is collected until the rotation angle θ changes from the current value θs to θs + W.
In step R13, X-ray irradiation is stopped.
ステップR14では、被検体の体軸方向の次の撮影位置があるならステップR15へ進み、最後の撮影位置であったならステップR21へ進む。 In step R14, if there is a next imaging position in the body axis direction of the subject, the process proceeds to step R15, and if it is the last imaging position, the process proceeds to step R21.
ステップR15では、被検体の体軸方向の次の撮影位置で心臓を撮影するべくクレードル12または走査ガントリ20の水平移動を開始する。そして、ステップR3に戻る。
In step R15, horizontal movement of the
ステップR21では、投影データに対して前処理(オフセット補正,対数補正,X線線量補正,感度補正)を行う。
ステップR22では、投影データに対して画像再構成処理を行い、CT画像を生成する。
ステップR23では、表示に適するようにCT画像に後処理を施す。
ステップR24では、CT画像を表示する。そして、処理を終了する。
In step R21, preprocessing (offset correction, logarithmic correction, X-ray dose correction, sensitivity correction) is performed on the projection data.
In step R22, an image reconstruction process is performed on the projection data to generate a CT image.
In step R23, the CT image is post-processed so as to be suitable for display.
In step R24, a CT image is displayed. Then, the process ends.
図9は、実施例6に係る被曝低減心臓撮影処理の手順を示すフロー図である。
ステップQ1では、被検体の体軸方向の最初の撮影位置で心臓を撮影するべくクレードル12または走査ガントリ20をz軸方向に移動する。
ステップQ2では、被検体にX線を照射しないでX線管21を回転角度θ=Θeまで回転させ、回転を停止する。
FIG. 9 is a flowchart illustrating a procedure of exposure reduction cardiac imaging processing according to the sixth embodiment.
In step Q1, the
In step Q2, the
ステップQ3では、許容誤差をΔΨとするとき、心位相ψがΨs−ΔΨからΨs+ΔΨの範囲内になるまで待機し、範囲内に入ればステップQ4へ進む。なお、「心位相ψ=Ψs」とは、この範囲内になった状態をいう。 In step Q3, when the allowable error is ΔΨ, the process waits until the cardiac phase ψ falls within the range of Ψs−ΔΨ to Ψs + ΔΨ, and if it falls within the range, the process proceeds to step Q4. Note that “heart phase ψ = ψs” refers to a state within this range.
ステップQ4では、被検体にX線を照射し、X線管21を回転させ、回転角度θが現在値ΘeからΘe+Wになるまで投影データを収集する。
ステップQ5では、X線の照射を止める。これにより、回転角度θが禁止開始角度Θsに入る前にX線の照射が止まる。
In step Q4, the subject is irradiated with X-rays, the
In step Q5, the X-ray irradiation is stopped. As a result, X-ray irradiation stops before the rotation angle θ enters the prohibition start angle Θs.
ステップQ6では、被検体の体軸方向の次の撮影位置があるならステップQ7へ進み、最後の撮影位置であったならステップQ21へ進む。 In step Q6, if there is a next imaging position in the body axis direction of the subject, the process proceeds to step Q7, and if it is the last imaging position, the process proceeds to step Q21.
ステップQ7では、被検体の体軸方向の次の撮影位置で心臓を撮影するべくクレードル12または走査ガントリ20をz軸方向に移動する。また、それと並行して、X線管21を回転角度θ=Θeまで回転させ、回転を停止する。そして、ステップQ3に戻る。
In step Q7, the
ステップQ21では、投影データに対して前処理(オフセット補正,対数補正,X線線量補正,感度補正)を行う。
ステップQ22では、投影データに対して画像再構成処理を行い、CT画像を生成する。
ステップQ23では、表示に適するようにCT画像に後処理を施す。
ステップQ24では、CT画像を表示する。そして、処理を終了する。
In step Q21, preprocessing (offset correction, logarithmic correction, X-ray dose correction, sensitivity correction) is performed on the projection data.
In step Q22, an image reconstruction process is performed on the projection data to generate a CT image.
In step Q23, the CT image is post-processed so as to be suitable for display.
In step Q24, a CT image is displayed. Then, the process ends.
実施例3のX線CT装置によれば、X線管21の回転角度θが被検体の正面よりX線管回転方向前側の禁止開始角度Θsから被検体の正面よりX線管回転方向後側の禁止終了角度Θeまでの禁止角度範囲内でのX線照射を禁止するから、乳房のX線被曝量を低減することが出来る。また、心位相ψがデータ収集開始心位相Ψsである時から所定の心位相範囲における投影データを収集することが出来る。
According to the X-ray CT apparatus of the third embodiment, the rotation angle θ of the
本発明のX線CT装置は、乳房への被曝量を低減しつつ所定心位相の心臓を撮影するのに利用できる。 The X-ray CT apparatus of the present invention can be used for imaging a heart having a predetermined cardiac phase while reducing the exposure dose to the breast.
1 操作コンソール
2 入力装置
3 中央処理装置
6 表示装置
7 記憶装置
10 テーブル装置
20 走査ガントリ
100 X線CT装置
θ 回転角度
Θs 禁止開始角度
Θe 禁止終了角度
ψ 心位相
Ψs データ収集開始心位相
W 投影データを収集する心位相範囲
1
Claims (8)
被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、
前記X線管の回転角度θを検出する角度検出手段と、
被検体の心位相ψを検出する心位相検出手段と、
前記回転角度θが被検体の正面に相当する回転角度よりもX線管回転方向前側の禁止開始角度
Θsから被検体の正面に相当する回転角度よりもX線管回転方向後側の禁止終了角度Θeまでの禁止角度範囲内ではX線の照射を禁止すると共に、前記回転角度
θが前記禁止角度範囲内でなく且つ前記心位相ψが所定のデータ収集開始位相
Ψsであり且つ画像再構成に用いる投影データの角度範囲をWとするとき、前記心位相ψが前記データ収集開始位相
Ψsになった時に前記回転角度θがΘe<
θ<Θs−Wであれば前記投影データを収集を開始し、前記回転角度
θが前記禁止角度範囲に入る前に前記投影データの収集を終了するスキャン制御手段と、
収集した前記投影データを基にCT画像を生成する画像再構成手段とを具備したことを特徴とするX線CT装置。 An X-ray tube that irradiates the subject with X-rays while rotating around the subject;
An X-ray detector for detecting X-rays transmitted through the subject;
Angle detection means for detecting a rotation angle θ of the X-ray tube;
Cardiac phase detection means for detecting the cardiac phase ψ of the subject;
The prohibition end angle on the rear side in the X-ray tube rotation direction from the rotation start angle Θs on the front side of the subject from the prohibition start angle Θs on the front side in the X-ray tube rotation direction relative to the rotation angle corresponding to the front side of the subject. X-ray irradiation is prohibited within the prohibited angle range up to Θe, the rotation angle θ is not within the prohibited angle range, and the cardiac phase ψ is the predetermined data acquisition start phase ψs and is used for image reconstruction. When the angle range of the projection data is W, the rotation angle θ becomes Θe <when the cardiac phase ψ becomes the data acquisition start phase ψs.
Scan control means that starts collecting the projection data if θ <Θs−W, and ends the collection of the projection data before the rotation angle θ enters the forbidden angle range;
An X-ray CT apparatus comprising image reconstruction means for generating a CT image based on the collected projection data.
2. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein when the rotation angle θ corresponding to the front of the subject is 0 degree and the angle is viewed in the X-ray tube rotation direction, the forbidden angle range is from 330 degrees to 30 degrees. An X-ray CT apparatus having an angle range up to degrees.
Ψsになった時に前記回転角度θがΘe<
θ<Θs−Wであれば、それ以前に照射していなかったX線の照射を開始し且つ前記投影データを収集することを特徴とするX線CT装置。
3. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the rotation angle θ is Θe <when the cardiac phase ψ becomes the data acquisition start phase ψs.
If θ <Θs−W, an X-ray CT apparatus starts X-ray irradiation that has not been irradiated before and collects the projection data.
ψが前記データ収集開始位相Ψsになった時に前記回転角度
θがΘe<θ<
Θs−Wになるまでの待機時間を算出し、該待機時間経過時にX線の照射を開始し且つ前記投影データを収集することを特徴とするX線CT装置。
4. The X-ray CT apparatus according to claim 3, wherein the cardiac phase ψ is the data collection based on the rotational speed of the X-ray tube, the cardiac cycle of the subject, the rotational angle of the X-ray tube at a certain time, and the cardiac phase. When the start phase Ψs is reached, the rotation angle θ is Θe <θ <.
An X-ray CT apparatus characterized by calculating a waiting time until Θs-W, starting X-ray irradiation when the waiting time elapses, and collecting the projection data.
Θe<θ<ΘsであればX線を照射し、前記心位相
ψが前記データ収集開始位相Ψsになった時に前記回転角度
θがΘe<θ<
Θs−Wであれば前記投影データを収集することを特徴とするX線CT装置。 3. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein when the rotation angle θ is Θe <θ <Θs, X-rays are emitted, and when the cardiac phase ψ becomes the data collection start phase ψs. The rotation angle θ is Θe <θ <.
An X-ray CT apparatus that collects the projection data if Θs-W.
ψが前記データ収集開始位相Ψsになった時に前記回転角度
θがΘe<θ<
Θs−Wになるまでの待機時間を算出し、該待機時間経過時に前記投影データを収集することを特徴とするX線CT装置。
6. The X-ray CT apparatus according to claim 5, wherein the cardiac phase ψ is the data collection based on the rotational speed of the X-ray tube, the cardiac cycle of the subject, the rotational angle of the X-ray tube at a certain time, and the cardiac phase. When the start phase Ψs is reached, the rotation angle θ is Θe <θ <.
An X-ray CT apparatus that calculates a waiting time until Θs-W and collects the projection data when the waiting time elapses.
In X-ray CT apparatus according to any one of claims 6 claim 1, X-ray CT apparatus characterized by repeating the collection of the projection data at a plurality of photographing positions in the body axis direction of the subject.
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