JP6109479B2 - X-ray CT system - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、X線CT装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an X-ray CT apparatus.

X線CT(Computed Tomography)装置は、X線を利用して被検体をスキャンし、収集されたデータをコンピュータにより処理することで、被検体の内部を画像化する装置である。   An X-ray CT (Computed Tomography) apparatus is an apparatus that scans a subject using X-rays and processes the collected data by a computer, thereby imaging the inside of the subject.

具体的には、X線CT装置は、被検体に対してX線を異なる方向から複数回曝射し、被検体を透過したX線をX線検出器にて検出して複数の検出データを収集する。収集された検出データはデータ収集部によりA/D変換された後、コンソール装置に送信される。コンソール装置は、当該検出データに前処理等を施し投影データを作成する。そして、コンソール装置は、投影データに基づく再構成処理を行い、断層画像データ、或いは複数の断層画像データに基づくボリュームデータを作成する。ボリュームデータは、被検体の三次元領域に対応するCT値の三次元分布を表すデータセットである。   Specifically, the X-ray CT apparatus emits X-rays to a subject a plurality of times from different directions, detects X-rays transmitted through the subject with an X-ray detector, and generates a plurality of detection data. collect. The collected detection data is A / D converted by the data collection unit and then transmitted to the console device. The console device pre-processes the detection data and creates projection data. Then, the console device performs reconstruction processing based on the projection data, and creates tomographic image data or volume data based on a plurality of tomographic image data. Volume data is a data set representing a three-dimensional distribution of CT values corresponding to a three-dimensional region of a subject.

X線CT装置は、前記ボリュームデータを任意の方向にレンダリングすることによりMPR(Multi Planar Reconstruction)表示を行うことができる。MPR表示された断面画像(以下、「MPR画像」と呼ぶ。)には、たとえば、体軸に対する直交断面を示すアキシャル像、体軸に沿って被検体を縦切りした断面を示すサジタル像、及び体軸に沿って被検体を横切りした断面を示すコロナル像がある。更には、ボリュームデータにおける任意断面の画像(オブリーク像)もMPR画像に含まれる。   The X-ray CT apparatus can perform MPR (Multi Planar Reconstruction) display by rendering the volume data in an arbitrary direction. The MPR-displayed cross-sectional image (hereinafter, referred to as “MPR image”) includes, for example, an axial image showing a cross section orthogonal to the body axis, a sagittal image showing a cross section of the subject along the body axis, and There is a coronal image showing a cross section of the subject across the body axis. Furthermore, an arbitrary cross-sectional image (oblique image) in the volume data is also included in the MPR image.

X線CT装置を用いて行うCT透視(CTF:Computed Tomography Fluoroscopy)では、検出データの収集レートを短くし、再構成処理に要する時間を短縮することで、画像をリアルタイムに作成している。このCT透視は、たとえば、生検中に穿刺針と検体を採取する部位との位置関係を確認する場合等に用いられる。   In CT fluoroscopy (CTF) performed using an X-ray CT apparatus, an image is created in real time by reducing the collection rate of detection data and the time required for reconstruction processing. This CT fluoroscopy is used, for example, when confirming the positional relationship between a puncture needle and a part from which a specimen is collected during a biopsy.

特開2002−34969号公報JP 2002-34969 A

CT透視で得られたMPR画像を表示させつつ被検体に対して生検を行う場合、スキャンと穿刺とを交互に行うことがある。具体的には、まず、CT透視により被検体のMPR画像を取得する。医師等は、MPR画像を参照しながら穿刺を行う。この際、たとえば、穿刺針の針先と検体を採取する部位との位置関係を確認するため、ある程度、穿刺を行った段階で再度のCT透視を行う。再度のCT透視で得られたMPR画像を参照しながら、医師等は更に穿刺針を対象部位に向かって移動させる。この動作は、生検が完了するまで繰り返し行われる。   When a biopsy is performed on a subject while displaying an MPR image obtained by CT fluoroscopy, scanning and puncture may be alternately performed. Specifically, first, an MPR image of the subject is acquired by CT fluoroscopy. A doctor or the like performs puncturing while referring to the MPR image. At this time, for example, in order to confirm the positional relationship between the tip of the puncture needle and the part from which the specimen is collected, CT fluoroscopy is performed again at a stage where puncture is performed to some extent. While referring to the MPR image obtained by another CT fluoroscopy, the doctor or the like further moves the puncture needle toward the target site. This operation is repeated until the biopsy is completed.

このような反復作業を行なっているときに、穿刺針の針先が画面の縁辺近傍に表示されることがある。たとえば、画面の上側縁辺近傍に穿刺針の針先が表示される場合、穿刺針の針先の下側領域を把握することはできるが、穿刺針の針先の上側領域については把握することが難しい。したがって、穿刺作業を的確に、かつ、効率よく行うことが難しい。   During such repetitive operations, the needle tip of the puncture needle may be displayed near the edge of the screen. For example, when the needle tip of the puncture needle is displayed near the upper edge of the screen, the lower region of the needle tip of the puncture needle can be grasped, but the upper region of the needle tip of the puncture needle can be grasped. difficult. Therefore, it is difficult to perform puncturing work accurately and efficiently.

実施形態は、前述の問題点を解決するためになされたものであり、穿刺作業の的確化及び効率化を図ることが可能なX線CT装置を提供することを目的とする。   The embodiment has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an X-ray CT apparatus capable of achieving accuracy and efficiency of a puncture operation.

実施形態のX線CT装置は、穿刺針が挿入された被検体をX線でスキャンした結果に基づいてボリュームデータを作成する装置である。X線CT装置は、表示制御部と、入力部と、特定部と、スキャン制御部とを含む。表示制御部は、第1スキャンにより得られた第1ボリュームデータに基づいて作成された複数のMPR画像を表示させる。特定部は、表示された複数のMPR画像のうち入力部により選択された第1MPR画像における穿刺針の針先位置を特定する。スキャン制御部は、特定された針先位置と第1MPR画像の中心とに基づいて第1スキャンのスキャン中心をずらして第2スキャンを実行させる。表示制御部は、第2スキャンにより得られた第2ボリュームデータに基づいて作成された第2MPR画像を表示部に表示させる。 The X-ray CT apparatus of the embodiment is an apparatus that creates volume data based on a result of scanning a subject into which a puncture needle is inserted with X-rays. The X-ray CT apparatus includes a display control unit, an input unit, a specifying unit, and a scan control unit. The display control unit displays a plurality of MPR images created based on the first volume data obtained by the first scan. The specifying unit specifies the needle tip position of the puncture needle in the first MPR image selected by the input unit among the plurality of displayed MPR images . The scan control unit shifts the scan center of the first scan based on the specified needle tip position and the center of the first MPR image to execute the second scan. The display control unit causes the display unit to display a second MPR image created based on the second volume data obtained by the second scan.

第1実施形態に係るX線CT装置のブロック図である。1 is a block diagram of an X-ray CT apparatus according to a first embodiment. 第1実施形態に係る表示部の表示画面を示す図である。It is a figure which shows the display screen of the display part which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る表示部の表示画面を示す図である。It is a figure which shows the display screen of the display part which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る解析部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the analysis part which concerns on 1st Embodiment. 寝台天板の移動前によるスキャン中心位置と針先位置の関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the scan center position before the movement of a bed top plate, and a needle point position. 寝台天板の移動後によるスキャン中心位置と針先位置の関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the scan center position and needlepoint position after the bed top plate moves. 表示画面に描画された第1MPR画像を示す図である。It is a figure which shows the 1st MPR image drawn on the display screen. 表示画面に描画された第2MPR画像を示す図である。It is a figure which shows the 2nd MPR image drawn on the display screen. MPR画像における針先の座標とスキャン中心の座標の差分を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the difference of the coordinate of the needle point in a MPR image, and the coordinate of a scanning center. MPR画像における針先の座標とスキャン中心の座標の差分を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the difference of the coordinate of the needle point in a MPR image, and the coordinate of a scanning center. 第1実施形態に係るX線CT装置の動作の概要を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline | summary of operation | movement of the X-ray CT apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係るX線CT装置のブロック図である。It is a block diagram of the X-ray CT apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る解析部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the analysis part which concerns on 2nd Embodiment. 3次元画像における針先の座標とスキャン中心の座標の差分を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the difference of the coordinate of the needle point in a three-dimensional image, and the coordinate of a scan center. 3次元画像における針先の座標とスキャン中心の座標の差分を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the difference of the coordinate of the needle point in a three-dimensional image, and the coordinate of a scan center. 第2実施形態に係るX線CT装置の動作の概要を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline | summary of operation | movement of the X-ray CT apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係るX線CT装置のブロック図である。It is a block diagram of the X-ray CT apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る表示部の表示画面を示す図である。It is a figure which shows the display screen of the display part which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る表示部の表示画面の変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change of the display screen of the display part which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る表示部の表示画面の変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change of the display screen of the display part which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る表示部の表示画面の変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change of the display screen of the display part which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係るX線CT装置の動作の概要を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline | summary of operation | movement of the X-ray CT apparatus which concerns on 3rd Embodiment.

(第1実施形態)
図面を参照して、第1実施形態に係るX線CT装置1の構成について説明する。なお、「画像」と「画像データ」は一対一に対応するので、本実施形態においては、これらを同一視する場合がある。
(First embodiment)
A configuration of the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. Since “image” and “image data” have a one-to-one correspondence, in the present embodiment, they may be regarded as the same.

<X線CT装置1の全体構成>
図1に示すように、X線CT装置1は、架台装置10と、寝台装置30と、コンソール装置40とを含んで構成されている。
<Overall configuration of X-ray CT apparatus 1>
As shown in FIG. 1, the X-ray CT apparatus 1 includes a gantry device 10, a bed device 30, and a console device 40.

[架台装置(ガントリ)]
架台装置10は、被検体Eに対してX線を曝射し、被検体Eを透過した当該X線の検出データを収集する装置である。架台装置10は、X線発生部11と、X線検出部12と、回転体13と、高電圧発生部14と、架台駆動部15と、X線絞り部16と、データ収集部18と、絞り駆動部19とを有する。
[Mounting device (gantry)]
The gantry device 10 is an apparatus that irradiates the subject E with X-rays and collects detection data of the X-rays transmitted through the subject E. The gantry device 10 includes an X-ray generator 11, an X-ray detector 12, a rotating body 13, a high voltage generator 14, a gantry driver 15, an X-ray diaphragm 16, a data collector 18, And an aperture drive unit 19.

X線発生部11は、X線を発生させるX線管球(たとえば、円錐状や角錐状のビームを発生する真空管。図示なし)を含んで構成されている。発生したX線は被検体Eに対して曝射される。X線検出部12は、複数のX線検出素子(図示なし)を含んで構成されている。X線検出部12は、被検体Eを透過したX線の強度分布を示すX線強度分布データ(以下、「検出データ」という場合がある)をX線検出素子で検出し、その検出データを電流信号として出力する。X線検出部12は、たとえば、検出素子が互いに直交する2方向(スライス方向とチャンネル方向)にそれぞれ複数配置された2次元のX線検出器(面検出器)が用いられる。複数のX線検出素子は、たとえば、スライス方向に沿って320列設けられている。このように多列のX線検出器を用いることにより、1回転のスキャンでスライス方向に幅を有する3次元の撮影領域を撮影することができる(ボリュームスキャン)。なお、スライス方向は被検体Eの体軸方向に相当し、チャンネル方向はX線発生部11の回転方向に相当する。   The X-ray generator 11 includes an X-ray tube that generates X-rays (for example, a vacuum tube that generates a conical or pyramidal beam (not shown)). The generated X-ray is exposed to the subject E. The X-ray detection unit 12 includes a plurality of X-ray detection elements (not shown). The X-ray detection unit 12 detects X-ray intensity distribution data (hereinafter sometimes referred to as “detection data”) indicating the intensity distribution of X-rays transmitted through the subject E with an X-ray detection element, and the detection data is Output as a current signal. As the X-ray detection unit 12, for example, a two-dimensional X-ray detector (plane detector) in which a plurality of detection elements are arranged in two directions (slice direction and channel direction) orthogonal to each other is used. The plurality of X-ray detection elements are provided, for example, in 320 rows along the slice direction. By using a multi-row X-ray detector in this way, it is possible to image a three-dimensional imaging region having a width in the slice direction by one rotation scan (volume scan). The slice direction corresponds to the body axis direction of the subject E, and the channel direction corresponds to the rotation direction of the X-ray generation unit 11.

回転体13は、X線発生部11とX線検出部12とを被検体Eを挟んで対向するよう支持する部材である。回転体13は、スライス方向に貫通した開口部13aを有する。架台装置10内において、回転体13は、被検体Eを中心とした円軌道で回転するよう配置されている。   The rotating body 13 is a member that supports the X-ray generation unit 11 and the X-ray detection unit 12 so as to face each other with the subject E interposed therebetween. The rotating body 13 has an opening 13a penetrating in the slice direction. In the gantry device 10, the rotating body 13 is arranged so as to rotate in a circular orbit around the subject E.

高電圧発生部14は、X線発生部11に対して高電圧を印加する。X線発生部11は、当該高電圧に基づいてX線を発生させる。   The high voltage generator 14 applies a high voltage to the X-ray generator 11. The X-ray generator 11 generates X-rays based on the high voltage.

架台駆動部15は、スキャン制御部41から出力された架台駆動制御信号に基づいて、回転体13を被検体Eの周りで回転させる。ここで、回転体13は、スキャン制御部41から出力された移動制御信号に基づいて、被検体Eの体軸方向(スライス方向:z軸方向)、上下方向(x軸方向)、左右方向(y軸方向)に移動する。回転体13の移動に伴い、回転体13に支持されているX線発生部11とX線検出部12とが移動する。   The gantry driving unit 15 rotates the rotating body 13 around the subject E based on the gantry driving control signal output from the scan control unit 41. Here, the rotator 13 is based on the movement control signal output from the scan control unit 41, the body axis direction (slice direction: z-axis direction), vertical direction (x-axis direction), left-right direction ( move in the y-axis direction). As the rotator 13 moves, the X-ray generator 11 and the X-ray detector 12 supported by the rotator 13 move.

X線絞り部16は、所定幅のスリット(開口)を有し、スリットの幅を変えることで、X線発生部11から曝射されたX線のファン角(チャンネル方向の広がり角)とX線のコーン角(スライス方向の広がり角)とを調整する。絞り駆動部19は、X線発生部11で発生したX線が所定の形状となるようX線絞り部16を駆動させる。   The X-ray diaphragm section 16 has a slit (opening) having a predetermined width, and by changing the width of the slit, the fan angle (expansion angle in the channel direction) of X-rays exposed from the X-ray generation section 11 and X Adjust the cone angle of the line (the spread angle in the slice direction). The diaphragm drive unit 19 drives the X-ray diaphragm unit 16 so that the X-rays generated by the X-ray generation unit 11 have a predetermined shape.

データ収集部18(DAS:Data Acquisition System)は、X線検出部12(各X線検出素子)からの検出データを収集する。また、データ収集部18は、収集した検出データ(電流信号)を電圧信号に変換し、この電圧信号を周期的に積分して増幅し、デジタル信号に変換する。そして、データ収集部18は、デジタル信号に変換された検出データをコンソール装置40(処理部42(後述))に送信する。なお、CT透視を行う場合、データ収集部18で収集された検出データに基づき、再構成処理部42b(後述)が短時間で再構成処理を行い、リアルタイムにCT画像を取得することが望ましい。したがって、データ収集部18は、検出データの収集レートを短くする。   A data collection unit 18 (DAS: Data Acquisition System) collects detection data from the X-ray detection unit 12 (each X-ray detection element). The data collection unit 18 converts the collected detection data (current signal) into a voltage signal, periodically integrates and amplifies the voltage signal, and converts the voltage signal into a digital signal. Then, the data collection unit 18 transmits the detection data converted into the digital signal to the console device 40 (processing unit 42 (described later)). When performing CT fluoroscopy, it is desirable that the reconstruction processing unit 42b (described later) performs reconstruction processing in a short time based on the detection data collected by the data collection unit 18 and obtains a CT image in real time. Accordingly, the data collection unit 18 shortens the detection data collection rate.

[寝台装置]
寝台装置30は、撮影対象の被検体Eを載置・移動させる装置である。寝台装置30は、寝台31と寝台駆動部32とを備えている。寝台31は、被検体Eを載置するための寝台天板33と、寝台天板33を支持する基台34とを備えている。寝台天板33は、寝台駆動部32によって被検体Eの体軸方向(前後方向:回転体13の開口部13aに対しての挿抜方向)、左右方向(体軸方向に直交する方向)に移動することが可能となっている。基台34は、寝台駆動部32によって寝台天板33を上下方向(体軸方向と直交する方向)に移動させることが可能となっている。
[Bed equipment]
The couch device 30 is a device for placing and moving the subject E to be imaged. The couch device 30 includes a couch 31 and a couch driving unit 32. The couch 31 includes a couch top 33 for placing the subject E and a base 34 that supports the couch top 33. The couch top 33 is moved by the couch driving unit 32 in the body axis direction of the subject E (front-rear direction: insertion / removal direction with respect to the opening 13a of the rotating body 13) and in the left-right direction (direction orthogonal to the body axis direction). It is possible to do. The base 34 can move the bed top 33 in the vertical direction (direction perpendicular to the body axis direction) by the bed driving unit 32.

[コンソール装置]
コンソール装置40は、X線CT装置1に対する操作入力に用いられる。また、コンソール装置40は、架台装置10によって収集された検出データから被検体Eの内部形態を表すCT画像データ(断層画像データやボリュームデータ)を再構成する機能等を有している。コンソール装置40は、スキャン制御部41と、処理ユニット42と、表示制御部44と、解析部45と、表示部46と、制御部48とを含んで構成されている。
[Console device]
The console device 40 is used for operation input to the X-ray CT apparatus 1. Further, the console device 40 has a function of reconstructing CT image data (tomographic image data and volume data) representing the internal form of the subject E from the detection data collected by the gantry device 10. The console device 40 includes a scan control unit 41, a processing unit 42, a display control unit 44, an analysis unit 45, a display unit 46, and a control unit 48.

スキャン制御部41、処理ユニット42、解析部45、表示制御部44及び制御部48は、たとえば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphic Processing Unit)、又はASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの図示しない処理装置と、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)や、又はHDD(Hard Disc Drive)などの図示しない記憶装置とによって構成されている。記憶装置には、各部の機能を実行するための制御プログラムが記憶されている。CPUなどの処理装置が、記憶装置に記憶されている各プログラムを実行することで各部の機能を実行する。   The scan control unit 41, the processing unit 42, the analysis unit 45, the display control unit 44, and the control unit 48 are, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphic Processing Unit), or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). And a storage device (not shown) such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), or an HDD (Hard Disc Drive). The storage device stores a control program for executing the function of each unit. A processing device such as a CPU executes the functions of each unit by executing each program stored in the storage device.

スキャン制御部41は、X線スキャンに関する各種動作を制御する。たとえば、スキャン制御部41は、X線発生部11に対して高電圧を印加させるよう高電圧発生部14を制御する。スキャン制御部41は、回転体13を回転駆動させるよう架台駆動部15を制御する。スキャン制御部41は、X線絞り部16を動作させるよう絞り駆動部19を制御する。スキャン制御部41は、寝台天板33を移動させるよう寝台駆動部32を制御する。   The scan control unit 41 controls various operations related to X-ray scanning. For example, the scan control unit 41 controls the high voltage generation unit 14 to apply a high voltage to the X-ray generation unit 11. The scan control unit 41 controls the gantry driving unit 15 so as to rotationally drive the rotating body 13. The scan control unit 41 controls the aperture drive unit 19 to operate the X-ray aperture unit 16. The scan control unit 41 controls the bed driving unit 32 to move the bed top plate 33.

処理ユニット42は、架台装置10(データ収集部18)から送信された検出データに対して各種処理を実行する。処理ユニット42は、前処理部42aと、再構成処理部42bと、MPRレンダリング処理部42cとを含んで構成されている。   The processing unit 42 executes various processes on the detection data transmitted from the gantry device 10 (data collection unit 18). The processing unit 42 includes a preprocessing unit 42a, a reconstruction processing unit 42b, and an MPR rendering processing unit 42c.

前処理部42aは、架台装置10(X線検出部12)で検出された検出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等の前処理を行い、投影データ(生データ)を作成する。   The pre-processing unit 42a performs pre-processing such as logarithmic conversion processing, offset correction, sensitivity correction, and beam hardening correction on the detection data detected by the gantry device 10 (X-ray detection unit 12) to produce projection data (raw data). Data).

再構成処理部42bは、前処理部42aで作成された投影データに基づいて、CT画像データ(断層画像データやボリュームデータ)を作成する。断層画像データの再構成には、たとえば、2次元フーリエ変換法、コンボリューション・バックプロジェクション法等、任意の方法を採用することができる。ボリュームデータは、再構成された複数の断層画像データを補間処理することにより作成される。ボリュームデータの再構成には、たとえば、コーンビーム再構成法、マルチスライス再構成法、拡大再構成法等、任意の方法を採用することができる。上述のように多列のX線検出器を用いたボリュームスキャンにより、広範囲のボリュームデータを再構成することができる。   The reconstruction processing unit 42b creates CT image data (tomographic image data or volume data) based on the projection data created by the preprocessing unit 42a. For reconstruction of tomographic image data, any method such as a two-dimensional Fourier transform method, a convolution / back projection method, or the like can be employed. Volume data is created by interpolating a plurality of reconstructed tomographic image data. For the reconstruction of volume data, for example, an arbitrary method such as a cone beam reconstruction method, a multi-slice reconstruction method, an enlargement reconstruction method, or the like can be adopted. As described above, a wide range of volume data can be reconstructed by volume scanning using a multi-row X-ray detector.

MPRレンダリング処理部42cは、再構成処理部42bで作成(再構成)されたボリュームデータを任意の方向にレンダリングすることにより複数のMPR画像(直交三断面であるアキシャル像、サジタル像、コロナル像)を作成する。   The MPR rendering processing unit 42c renders the volume data created (reconstructed) by the reconstruction processing unit 42b in an arbitrary direction to render a plurality of MPR images (axial images, sagittal images, coronal images having three orthogonal cross sections). Create

本実施形態では、表示部46の表示画面46aには、表示制御部44によりMPRレンダリング処理部42cによって作成されたサジタル像が表示される(図2A,図2B参照)。図2A,図2Bには、サジタル像が表示された例を示したが、アキシャル像やコロナル像を表示するようにしてもよい。   In the present embodiment, a sagittal image created by the MPR rendering processing unit 42c by the display control unit 44 is displayed on the display screen 46a of the display unit 46 (see FIGS. 2A and 2B). 2A and 2B show an example in which a sagittal image is displayed, but an axial image or a coronal image may be displayed.

また、MPRレンダリング処理部42cは、MPR画像としてボリュームデータにおける任意断面の画像であるオブリーク像を作成することも可能である。たとえば、表示部46に表示されたMPR画像において断面を示したい部分に線分を引く。MPRレンダリング処理部42cは、その線分を基準として所定の方向にボリュームデータをレンダリングすることでオブリーク像を作成する。   The MPR rendering processing unit 42c can also create an oblique image that is an image of an arbitrary cross section in the volume data as an MPR image. For example, a line segment is drawn on a portion of the MPR image displayed on the display unit 46 where a cross section is desired to be shown. The MPR rendering processing unit 42c creates an oblique image by rendering volume data in a predetermined direction with the line segment as a reference.

表示制御部44は、画像表示に関する各種制御を行う。たとえば、MPR処理部42cにより作成されたMPR画像(図2A,図2Bの例ではサジタル像)等を表示部46に表示させる制御を行う。   The display control unit 44 performs various controls related to image display. For example, control is performed to display the MPR image (the sagittal image in the example of FIGS. 2A and 2B) created by the MPR processing unit 42c on the display unit 46.

解析部45は、図3に示すように特定部51と、変位算出部52と、移動量決定部53とを含んで構成されている。   As shown in FIG. 3, the analysis unit 45 includes a specifying unit 51, a displacement calculation unit 52, and a movement amount determination unit 53.

特定部51は、複数のMPR画像の中から後述する針先SPが表示されたMPR画像を特定し、特定されたMPR画像における穿刺針の針先SPの位置(以下、「針先位置SP」と呼ぶ。)を特定し、特定された針先位置SPを画像領域における針先位置として指定する。特定部51は、複数のMPR画像の中から針先が表示されたMPR画像(特定領域におけるMPR画像)を特定する場合、たとえば、隣接するMPR画像間の差分を取ることにより特定領域におけるMPR画像を特定することができる。   The specifying unit 51 specifies an MPR image on which a needle point SP, which will be described later, is displayed from among a plurality of MPR images, and the position of the needle point SP of the puncture needle in the specified MPR image (hereinafter referred to as “needle point position SP”). And the specified needle tip position SP is designated as the needle tip position in the image area. When specifying the MPR image (the MPR image in the specific region) in which the needle tip is displayed from among the plurality of MPR images, the specifying unit 51, for example, obtains the difference between the adjacent MPR images to thereby determine the MPR image in the specific region. Can be specified.

具体的には、特定部51は、MPR画像間の差分を取り、差分の大きいMPR画像を特定し、特定されたMPR画像に対してエッジ検出等の画像処理を行い、特定領域におけるMPR画像を特定する。そして特定部51は、特定されたMPR画像を針先が表示されたMPR画像として指定する。   Specifically, the specifying unit 51 takes a difference between MPR images, specifies an MPR image having a large difference, performs image processing such as edge detection on the specified MPR image, and outputs the MPR image in the specified region. Identify. Then, the specifying unit 51 specifies the specified MPR image as an MPR image on which the needle tip is displayed.

次に、特定部51は、指定されたMPR画像を構成するピクセルの輝度値と予め設定された閾値とを比較し、閾値より大きい(あるいは小さい)ピクセル(画素)の座標値を穿刺針の針先位置SPとして特定する。ここで、閾値は、穿刺針の針先に対応してあらかじめ定められた輝度値であって、ピクセル内に穿刺針の針先が含まれているか否かを判断するための値である。   Next, the specifying unit 51 compares the luminance value of the pixel constituting the designated MPR image with a preset threshold value, and sets the coordinate value of a pixel (pixel) larger (or smaller) than the threshold value to the needle of the puncture needle It is specified as the tip position SP. Here, the threshold value is a luminance value determined in advance corresponding to the needle tip of the puncture needle, and is a value for determining whether or not the needle tip of the puncture needle is included in the pixel.

次に、特定部51は、特定されたピクセルの座標値を画像領域における穿刺針の針先位置SPとして指定する。このようにして、針先位置SPは、特定部51により自動で指定される。   Next, the specifying unit 51 specifies the coordinate value of the specified pixel as the needle tip position SP of the puncture needle in the image area. In this way, the needle tip position SP is automatically specified by the specifying unit 51.

[変位算出部]
以下、図4A、図4B、図5A、図5B、図6Aおよび図6Bを参照して変位算出部の動作を説明する。
変位算出部52は、指定された穿刺針PNの針先SPの位置とMPR画像の中心CPとの変位を求める。この変位は、具体的には、図6Aおよび図6Bに示すように、針先SPの座標値(X1,Y1,Z1)とMPR画像の中心CPの座標値(X2,Y2,Z2)の差分(X2−X1,Y2−Y1,Z2−Z1)をとって求められる。なお、上述の説明は、同一座標系におけるMPR画像の中心CPとスキャン中心SCとは一致することを前提とする。このように、針先SPの座標値とMPR画像の中心CPの座標値の差分をとって変位が求められる(図4Aから図4Bに変位し、図5Aから図5Bに変位し、図6Aから図6Bに変位する。)。
[Displacement calculation unit]
Hereinafter, the operation of the displacement calculation unit will be described with reference to FIGS. 4A, 4B, 5A, 5B, 6A, and 6B.
The displacement calculation unit 52 obtains the displacement between the position of the needle tip SP of the designated puncture needle PN and the center CP of the MPR image. Specifically, as shown in FIGS. 6A and 6B, this displacement is the difference between the coordinate values (X1, Y1, Z1) of the needle tip SP and the coordinate values (X2, Y2, Z2) of the center CP of the MPR image. It is obtained by taking (X2-X1, Y2-Y1, Z2-Z1). The above description is based on the premise that the center CP of the MPR image and the scan center SC in the same coordinate system coincide. In this way, the displacement is obtained by taking the difference between the coordinate value of the needle tip SP and the coordinate value of the center CP of the MPR image (displaced from FIG. 4A to FIG. 4B, displaced from FIG. 5A to FIG. 5B, and from FIG. 6A). Displacement to FIG. 6B).

移動量決定部53は、変位算出部52で求められた変位に対応する寝台天板33と架台装置10との相対的な移動量を決定する。なお、この移動量は、前記変位を実座標における変位に変換して求められる。たとえば、50画素分の変位は、実座標上では25mmの移動量となる。   The movement amount determination unit 53 determines a relative movement amount between the couch top 33 and the gantry device 10 corresponding to the displacement obtained by the displacement calculation unit 52. The amount of movement is obtained by converting the displacement into a displacement in actual coordinates. For example, a displacement of 50 pixels is a movement amount of 25 mm on the actual coordinates.

また、本実施形態において、表示制御部44は、スキャンにより得られたボリュームデータにおいて、記憶部45に記憶された画像領域の位置における断面のMPR画像を表示部46に表示させる。   In the present embodiment, the display control unit 44 causes the display unit 46 to display the MPR image of the cross section at the position of the image region stored in the storage unit 45 in the volume data obtained by scanning.

制御部48は、架台装置10、寝台装置30およびコンソール装置40の動作を制御することによって、X線CT装置1の全体制御を行う。たとえば、制御部48は、スキャン制御部41を制御することで、架台装置10に対して予備スキャン及びメインスキャンを実行させ、検出データを収集させる。また、制御部48は、処理ユニット42を制御することで、検出データに対する各種処理(前処理、再構成処理、MPR処理等)を行わせる。或いは、制御部48は、表示制御部44を制御することで、処理ユニット42で作成された画像データ等に基づき、CT画像を表示部46に表示させる。   The control unit 48 performs overall control of the X-ray CT apparatus 1 by controlling operations of the gantry device 10, the couch device 30, and the console device 40. For example, the control unit 48 controls the scan control unit 41 to cause the gantry device 10 to perform a preliminary scan and a main scan and collect detection data. In addition, the control unit 48 controls the processing unit 42 to perform various processing (preprocessing, reconstruction processing, MPR processing, etc.) on the detected data. Alternatively, the control unit 48 controls the display control unit 44 to display a CT image on the display unit 46 based on the image data created by the processing unit 42.

<動作>
以下に、図7を参照して、本実施形態に係るX線CT装置1の動作について説明する。ここでは、CT透視と穿刺とを交互に行い、生検の対象S(図2A,図2B,図4A、図4B、図5A、図5B、図6Aおよび図6B参照)に対して穿刺針PNを穿刺する場合の動作について説明する。
<Operation>
Below, with reference to FIG. 7, operation | movement of the X-ray CT apparatus 1 which concerns on this embodiment is demonstrated. Here, CT fluoroscopy and puncture are performed alternately, and puncture needle PN is applied to biopsy target S (see FIGS. 2A, 2B, 4A, 4B, 5A, 5B, 6A, and 6B). The operation when puncturing is described.

穿刺を開始するにあたり、まずX線CT装置1により、被検体Eに対してX線スキャン(第1スキャン)を行い、第1ボリュームデータを作成する。   In starting the puncture, the X-ray CT apparatus 1 first performs an X-ray scan (first scan) on the subject E to create first volume data.

具体的には、X線発生部11は、被検体Eに対してX線を曝射する。X線検出部12は、被検体Eを透過したX線を検出し、その検出データを取得する(S10)。本実施形態では、1回転分の検出データを取得する。X線検出部12で検出された検出データは、データ収集部18で収集され、処理ユニット42(前処理部42a)に送られる。   Specifically, the X-ray generation unit 11 emits X-rays to the subject E. The X-ray detection unit 12 detects X-rays that have passed through the subject E, and acquires detection data (S10). In the present embodiment, detection data for one rotation is acquired. Detection data detected by the X-ray detection unit 12 is collected by the data collection unit 18 and sent to the processing unit 42 (pre-processing unit 42a).

前処理部42aは、S10で取得された検出データに対して、前処理を行い、投影データを作成する(S11)。作成された投影データは、制御部48の制御に基づき、再構成処理部42bに送られる。   The preprocessing unit 42a performs preprocessing on the detection data acquired in S10 and creates projection data (S11). The created projection data is sent to the reconstruction processing unit 42b based on the control of the control unit 48.

再構成処理部42bは、S11で作成された投影データに基づいて、複数の断層画像データを作成する。次に、再構成処理部42bは、複数の断層画像データを補間処理することにより第1ボリュームデータを作成する(S12)。   The reconstruction processing unit 42b creates a plurality of tomographic image data based on the projection data created in S11. Next, the reconstruction processing unit 42b creates first volume data by interpolating a plurality of tomographic image data (S12).

MPRレンダリング処理部42cは、S12で作成された第1ボリュームデータを任意の方向にレンダリングすることにより複数のMPR画像を作成する。特定部51は、複数のMPR画像の中から穿刺針の針先を含む第1MPR画像を指定する。   The MPR rendering processor 42c creates a plurality of MPR images by rendering the first volume data created in S12 in an arbitrary direction. The specifying unit 51 specifies the first MPR image including the needle tip of the puncture needle from the plurality of MPR images.

MPRレンダリング処理部42cは、指定された第1MPR画像における直交三断面のMPR画像(アキシャル像、サジタル像、コロナル像)を作成する。本実施形態では、MPR画像としてサジタル像が作成され、作成されたサジタル像は、第1MPR画像として表示制御部44により表示部46に表示される(S13。図2A参照)。   The MPR rendering processor 42c creates three orthogonal MPR images (axial image, sagittal image, coronal image) in the designated first MPR image. In the present embodiment, a sagittal image is created as an MPR image, and the created sagittal image is displayed on the display unit 46 by the display control unit 44 as a first MPR image (S13, see FIG. 2A).

次に、特定部51は、穿刺針の針先の座標値を求める(S14)。そして、変位算出部52は、指定された穿刺針の針先の座標値(X1,Y1,Z1)とスキャン中心SC(MPR画像の中心CP)の位置(X2,Y2,Z2)との変位を算出する(S15)。   Next, the specifying unit 51 obtains the coordinate value of the needle tip of the puncture needle (S14). Then, the displacement calculation unit 52 calculates the displacement between the coordinate value (X1, Y1, Z1) of the needle tip of the designated puncture needle and the position (X2, Y2, Z2) of the scan center SC (MPR image center CP). Calculate (S15).

すなわち、前述したように、同一座標系におけるMPR画像の中心CPとスキャン中心SCとが一致することを前提としているので、変位算出部52は、指定された穿刺針PNの針先SPの位置(X1,Y1,Z1)とMPR画像の中心CP(X2,Y2,Z2)との変位(X2−X1,Y2−Y1,Z2−Z1)を求める。そして、移動量決定部53は、算出された変位をキャンセルする(スキャン中心SCの位置(以下、「スキャン中心位置SC」と呼ぶ。)を穿刺針の針先SPの座標値に一致させる)ように、この変位に対応する寝台天板33と架台装置10との相対的な移動量を算出し(本実施の形態では寝台天板33の移動量を算出する(S16))。
そして、この移動量の情報を含んだ第2スキャン開始信号(図示せず)がスキャン制御部41に送出される。この相対的な移動量は、寝台天板33及び架台装置10の移動前の実座標値と移動後の実座標値との差分である。この移動量の情報は、移動後の寝台天板33及び架台装置10の新たな実座標値としてスキャン制御部41に送出される。
That is, as described above, since it is assumed that the center CP of the MPR image and the scan center SC in the same coordinate system coincide with each other, the displacement calculation unit 52 determines the position of the needle tip SP of the designated puncture needle PN ( X1, Y1, Z1) and the displacement (X2-X1, Y2-Y1, Z2-Z1) between the center CP (X2, Y2, Z2) of the MPR image are obtained. Then, the movement amount determination unit 53 cancels the calculated displacement (the position of the scan center SC (hereinafter referred to as “scan center position SC”) is made to coincide with the coordinate value of the needle tip SP of the puncture needle). Then, the relative movement amount between the bed top plate 33 and the gantry device 10 corresponding to this displacement is calculated (in this embodiment, the movement amount of the bed top plate 33 is calculated (S16)).
Then, a second scan start signal (not shown) including this movement amount information is sent to the scan control unit 41. This relative movement amount is a difference between the actual coordinate value before the movement of the bed top plate 33 and the gantry device 10 and the actual coordinate value after the movement. The information on the amount of movement is sent to the scan control unit 41 as new actual coordinate values of the bed top plate 33 and the gantry device 10 after movement.

寝台天板33及び架台装置10の相対的な移動の類型としては、寝台天板33のみ移動させる場合と、架台装置10のみ移動させる場合と、寝台天板33と架台装置10の両方を移動させる場合が挙げられる。本実施形態では、決定された移動量に基づいて寝台天板33のみ移動させた場合について説明する。   As a type of relative movement of the couch top 33 and the gantry device 10, the case where only the couch top 33 is moved, the case where only the gantry device 10 is moved, and both the couch top plate 33 and the gantry device 10 are moved. There are cases. This embodiment demonstrates the case where only the bed top plate 33 is moved based on the determined movement amount.

スキャン制御部41は、決定された移動量だけ寝台天板33を移動させるように寝台天板33に移動制御信号Si(図1参照)を送出する。寝台天板33は、移動制御信号Siを受けて上下移動、前後移動、及び/又は左右移動して、決定された移動量だけ移動する。そして、スキャン制御部41は、被検体Eに対してX線スキャン(第2スキャン)を行わせる(S17)。   The scan control unit 41 sends a movement control signal Si (see FIG. 1) to the bed top plate 33 so as to move the bed top plate 33 by the determined amount of movement. In response to the movement control signal Si, the bed top plate 33 moves up and down, moves back and forth, and / or moves left and right, and moves by the determined amount of movement. Then, the scan control unit 41 causes the subject E to perform an X-ray scan (second scan) (S17).

X線検出部12は、被検体Eに対して曝射されたX線を検出し、その検出データを取得する(S18)。X線検出部12で検出された検出データは、データ収集部18で収集され、処理ユニット42(前処理部42a)に送出される。   The X-ray detection unit 12 detects X-rays exposed to the subject E and acquires the detection data (S18). Detection data detected by the X-ray detection unit 12 is collected by the data collection unit 18 and sent to the processing unit 42 (pre-processing unit 42a).

前処理部42aは、S18で取得された検出データに対して、前処理を行い、投影データを作成する(S19)。作成された投影データは、制御部48の制御に基づき、再構成処理部42bに送られる。   The pre-processing unit 42a pre-processes the detection data acquired in S18 and creates projection data (S19). The created projection data is sent to the reconstruction processing unit 42b based on the control of the control unit 48.

再構成処理部42bは、S19で作成された投影データに基づいて、複数の断層画像データを作成する。また、再構成処理部42bは、複数の断層画像データを補間処理することにより第2ボリュームデータを作成する(S20)。   The reconstruction processing unit 42b creates a plurality of tomographic image data based on the projection data created in S19. Further, the reconstruction processing unit 42b creates second volume data by performing interpolation processing on a plurality of tomographic image data (S20).

MPRレンダリング処理部42cは、S20で作成された第2ボリュームデータを任意の方向にレンダリングすることにより複数のMPR画像を作成する。特定部51は、複数のMPR画像の中から穿刺針の針先を含む第2MPR画像を指定する。なお、この指定はS13で第1MPR画像を指定したときの指定情報に基づき自動的に指定される。   The MPR rendering processor 42c creates a plurality of MPR images by rendering the second volume data created in S20 in an arbitrary direction. The specifying unit 51 designates a second MPR image including the needle tip of the puncture needle from the plurality of MPR images. This designation is automatically designated based on the designation information when the first MPR image is designated in S13.

本実施形態において、MPRレンダリング処理部42cは、指定された第2MPR画像における直交三断面のMPR画像(アキシャル像、サジタル像、コロナル像)を作成する。作成された第2MPR画像は、表示制御部44により表示部46に表示される(S21。図2B参照)。なお、図2Bの例では、第2MPR画像におけるサジタル像SIが表示される。表示部46に表示される第2MPR画像を見ると分かるように、第2MPR画像における穿刺針の針先位置SPとスキャン中心位置SCが一致されたMPR画像が表示される(図2B、図4B、図5B、図6B参照)。   In the present embodiment, the MPR rendering processing unit 42c creates three orthogonal MPR images (axial image, sagittal image, coronal image) in the designated second MPR image. The created second MPR image is displayed on the display unit 46 by the display control unit 44 (S21; see FIG. 2B). In the example of FIG. 2B, the sagittal image SI in the second MPR image is displayed. As can be seen from the second MPR image displayed on the display unit 46, an MPR image in which the needle tip position SP of the puncture needle and the scan center position SC in the second MPR image are matched is displayed (FIGS. 2B and 4B). (See FIGS. 5B and 6B).

以降は、ある程度、穿刺を進めた後に、穿刺針の針先位置SPとスキャン中心位置SCのずれを確認するため、X線CT装置1は、再度、被検体Eに対してX線スキャン(第3スキャン)を行い、ボリュームデータ(第3ボリュームデータ)を作成し、S10〜S21までの処理が繰り返される。   Thereafter, after the puncture is advanced to some extent, the X-ray CT apparatus 1 again scans the subject E with an X-ray scan (first scan) in order to confirm the deviation between the needle tip position SP of the puncture needle and the scan center position SC. 3 scans), volume data (third volume data) is created, and the processing from S10 to S21 is repeated.

<効果>
本実施形態のX線CT装置1は、穿刺針PNを用いた医療行為の対象である被検体EをX線でスキャンした結果に基づいてボリュームデータを作成する装置である。X線CT装置1は、MPRレンダリング処理部42cと、特定部51と、変位算出部52と、スキャン制御部41と、表示制御部44とを含む。MPRレンダリング処理部42cは、第1スキャンにより得られた第1ボリュームデータに基づいて穿刺針PNが描画された第1MPR画像を作成する。特定部51は、作成された第1MPR画像における穿刺針PNの針先SPの位置を特定する。変位算出部52は、特定された針先位置SPと第1MPR画像の中心CPとの変位を求める。スキャン制御部41は、前記変位をキャンセルするように第1スキャンのスキャン中心をずらして第2スキャンを実行させる。表示制御部44は、第2スキャンにより得られた第2ボリュームデータに基づいてMPRレンダリング処理部42cによって作成され、第1MPR画像と同一の断面における第2MPR画像を表示部46に表示させる。
<Effect>
The X-ray CT apparatus 1 of the present embodiment is an apparatus that creates volume data based on a result of scanning a subject E, which is a target of medical practice using a puncture needle PN, with X-rays. The X-ray CT apparatus 1 includes an MPR rendering processing unit 42c, a specifying unit 51, a displacement calculating unit 52, a scan control unit 41, and a display control unit 44. The MPR rendering processor 42c creates a first MPR image in which the puncture needle PN is drawn based on the first volume data obtained by the first scan. The specifying unit 51 specifies the position of the needle tip SP of the puncture needle PN in the created first MPR image. The displacement calculation unit 52 obtains the displacement between the specified needle tip position SP and the center CP of the first MPR image. The scan control unit 41 shifts the scan center of the first scan so as to cancel the displacement and causes the second scan to be executed. The display control unit 44 causes the display unit 46 to display the second MPR image in the same cross section as the first MPR image, which is created by the MPR rendering processing unit 42c based on the second volume data obtained by the second scan.

具体的には、X線CT装置1は、被検体Eが載置される寝台天板33と、スキャンを行う架台装置10とを有する。X線CT装置1は、さらに前記変位に基づいて、寝台天板33と架台装置10との相対位置の移動量を決定する移動量決定部53とを有する。スキャン制御部41は、決定された移動量に従って寝台天板33及び/又は架台装置10の移動を制御する。   Specifically, the X-ray CT apparatus 1 includes a couch top 33 on which the subject E is placed and a gantry device 10 that performs scanning. The X-ray CT apparatus 1 further includes a movement amount determination unit 53 that determines the movement amount of the relative position between the bed top plate 33 and the gantry device 10 based on the displacement. The scan control unit 41 controls the movement of the couchtop 33 and / or the gantry device 10 according to the determined movement amount.

したがって、図5Aおよび図5Bに示すように、穿刺針PNの針先SPを常に表示画面46aの中心に表示させることができるので、穿刺針PNの周囲を明確に把握することができる。このため、穿刺作業の的確化及び効率化を図ることが可能となる。   Therefore, as shown in FIGS. 5A and 5B, the needle tip SP of the puncture needle PN can always be displayed at the center of the display screen 46a, so that the periphery of the puncture needle PN can be clearly grasped. For this reason, it is possible to improve the accuracy and efficiency of the puncturing operation.

(変形例1)
上記実施形態では、寝台天板33及び架台装置10の相対的な移動の類型としては、寝台天板33のみ移動させる場合について説明したが、以下に、架台装置10のみ移動させる場合と、寝台天板33と架台装置10の両方を移動させる場合について説明する。
(Modification 1)
In the above embodiment, as a type of relative movement between the couchtop 33 and the gantry device 10, the case where only the couchtop 33 is moved has been described. A case where both the plate 33 and the gantry device 10 are moved will be described.

架台装置10の移動は、上下移動、左右移動、前後移動の他に架台を傾斜(チルト)による移動も含まれる。上下移動、左右移動、前後移動については、寝台天板33の場合と同様にして求めることができる。チルトさせる場合、チルト前(回転前)とチルト後(回転後)における座標を三次元の極座標の回転行列を用いて対応付ける。ここで、穿刺針の針先の座標とスキャン中心の座標は既知であるので、上記した回転行列の逆行列を求めることによってチルト角度が求められる。   The movement of the gantry device 10 includes movement by tilting the gantry in addition to vertical movement, horizontal movement, and forward / backward movement. The up / down movement, the left / right movement, and the forward / backward movement can be obtained in the same manner as in the case of the bed top 33. When tilting, coordinates before tilting (before rotation) and after tilting (after rotation) are associated using a rotation matrix of three-dimensional polar coordinates. Here, since the coordinates of the needle tip of the puncture needle and the coordinates of the scan center are known, the tilt angle is obtained by obtaining the inverse matrix of the rotation matrix described above.

以上のようにして穿刺針の針先の座標とスキャン中心の座標の変位に基づいて架台装置10の移動量を求める。また、寝台天板33と架台装置10の両方を移動させる場合は、上記した寝台天板33のみ移動させる方法と架台装置10のみ移動させる方法を組み合わせて相対的に移動量を求める。   As described above, the movement amount of the gantry device 10 is obtained based on the displacement of the coordinates of the tip of the puncture needle and the coordinates of the scan center. When both the couchtop 33 and the gantry device 10 are moved, the amount of movement is obtained by combining the method of moving only the couchtop 33 and the method of moving only the gantry device 10.

(第2実施形態)
次に、図8及び図9を参照して、第2実施形態に係るX線CT装置50の構成について説明する。本実施形態に係るX線CT装置50は、ボリュームデータに基づいて穿刺針の針先位置SPを自動で指定し、穿刺針の針先位置SPとスキャン中心位置SCの変位をキャンセルするように第1スキャンのスキャン中心をずらして第2スキャンを実行させることを特徴とするものである。なお、処理ユニット62と解析部70以外は、第1実施形態と同様の構成であるので、詳細な説明を省略する場合がある。
(Second Embodiment)
Next, the configuration of the X-ray CT apparatus 50 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9. The X-ray CT apparatus 50 according to the present embodiment automatically designates the needle tip position SP of the puncture needle based on the volume data, and cancels the displacement between the needle tip position SP of the puncture needle and the scan center position SC. The second scan is executed by shifting the scan center of one scan. Since the configuration other than the processing unit 62 and the analysis unit 70 is the same as that of the first embodiment, detailed description may be omitted.

<X線CT装置50の全体構成>
図8に示すように、X線CT装置50は、架台装置10と、寝台装置30と、コンソール装置60とを含んで構成されている。
<Overall configuration of X-ray CT apparatus 50>
As shown in FIG. 8, the X-ray CT apparatus 50 includes a gantry device 10, a couch device 30, and a console device 60.

[コンソール装置]
コンソール装置60は、スキャン制御部41と、処理ユニット62と、表示制御部44と、表示部46と、制御部48と、解析部70とを含んで構成されている。処理ユニット62は、架台装置10(データ収集部18)から送信された検出データに対して各種処理を実行する。処理ユニット62は、前処理部62aと、再構成処理部62bと、ボリュームレンダリング処理部62cを含んで構成されている。
ボリュームレンダリング処理部62cは、再構成処理部62bで作成されたボリュームデータに基づいて三次元画像を作成する。具体的には、ボリュームレンダリング処理部62cは、作成されたボリュームデータに対してレイトレーシングを行い、ボクセルにおける明るさを求めて(CT値)、この明るさに基づく画像情報を投影面のピクセルに投影して、臓器等を立体的に抽出して三次元画像を作成する。この三次元画像は、表示制御部44によって表示部に表示される。
[Console device]
The console device 60 includes a scan control unit 41, a processing unit 62, a display control unit 44, a display unit 46, a control unit 48, and an analysis unit 70. The processing unit 62 performs various processes on the detection data transmitted from the gantry device 10 (data collection unit 18). The processing unit 62 includes a preprocessing unit 62a, a reconstruction processing unit 62b, and a volume rendering processing unit 62c.
The volume rendering processor 62c creates a three-dimensional image based on the volume data created by the reconstruction processor 62b. Specifically, the volume rendering processing unit 62c performs ray tracing on the created volume data, obtains the brightness in the voxel (CT value), and outputs image information based on this brightness to the pixels on the projection plane. By projecting, a three-dimensional image is created by three-dimensionally extracting organs and the like. The three-dimensional image is displayed on the display unit by the display control unit 44.

解析部70は、図9に示すように、特定部71と、変位算出部72と、移動量決定部73から構成されている。特定部71は、ボリュームデータに基づいて作成された穿刺針PNが描画された三次元画像に基づいて針先位置を特定する。次に、特定部71は、特定された針先位置SPを表示部46の表示画像領域における針先位置として指定する。   As illustrated in FIG. 9, the analysis unit 70 includes a specifying unit 71, a displacement calculation unit 72, and a movement amount determination unit 73. The specifying unit 71 specifies the needle tip position based on the three-dimensional image on which the puncture needle PN created based on the volume data is drawn. Next, the specifying unit 71 specifies the specified needle tip position SP as the needle tip position in the display image area of the display unit 46.

特定部71は、ボリュームデータを構成する各ボクセルのCT値と予め設定された閾値とを比較し、閾値より大きい(あるいは小さい)CT値を有するボクセルの座標値を穿刺針の針先位置SPとして特定する。ここで、閾値は、穿刺針の材質(たとえば金属)等に対応してあらかじめ定められたCT値であって、ボクセル内に穿刺針の針先が含まれているか否かを判断するための値である。次に、特定部71は、特定されたボクセルの座標値を画像領域に穿刺針の針先位置SPとして指定する。このようにして、針先位置SPは、特定部71により自動で指定される。   The specifying unit 71 compares the CT value of each voxel constituting the volume data with a preset threshold value, and uses the coordinate value of the voxel having a CT value larger (or smaller) as the needle point position SP of the puncture needle. Identify. Here, the threshold value is a predetermined CT value corresponding to the material (for example, metal) of the puncture needle, and is a value for determining whether or not the needle tip of the puncture needle is included in the voxel. It is. Next, the specifying unit 71 specifies the coordinate value of the specified voxel as the needle tip position SP of the puncture needle in the image area. In this way, the needle tip position SP is automatically specified by the specifying unit 71.

[変位算出部]
以下、図10Aおよび図10Bを参照して変位算出部の動作を説明する。
変位算出部72は、指定された穿刺針PNの針先SPの位置とボリュームデータに基づく三次元画像の中心との変位を求める。この変位は、具体的には、図10Aおよび図10Bに示すように、針先SPの座標値(x1,y1,z1)と三次元画像の中心CPの座標値(x2,y2,z2)の差分(x2−x1,y2−y1,z2−z1)をとって求められる。なお、上述の説明は、同一座標系における三次元画像の中心CPとスキャン中心SCとは一致することを前提とする。このように、針先SPの座標値と三次元画像の中心CPの座標値の差分をとって変位が求められる(図10Aから図10Bに変位する)。
[Displacement calculation unit]
Hereinafter, the operation of the displacement calculation unit will be described with reference to FIGS. 10A and 10B.
The displacement calculation unit 72 obtains the displacement between the position of the needle tip SP of the designated puncture needle PN and the center of the three-dimensional image based on the volume data. Specifically, as shown in FIGS. 10A and 10B, this displacement is obtained by the coordinate values (x1, y1, z1) of the needle tip SP and the coordinate values (x2, y2, z2) of the center CP of the three-dimensional image. The difference (x2-x1, y2-y1, z2-z1) is obtained. Note that the above description is based on the assumption that the center CP of the three-dimensional image and the scan center SC in the same coordinate system match. In this way, the displacement is obtained by taking the difference between the coordinate value of the needle tip SP and the coordinate value of the center CP of the three-dimensional image (displacement from FIG. 10A to FIG. 10B).

移動量決定部53は、変位算出部52で求められた変位に対応する寝台天板33と架台装置10との相対的な移動量を決定する。なお、この移動量は、前記変位を実空間座標における変位に変換して求められる。   The movement amount determination unit 53 determines a relative movement amount between the couch top 33 and the gantry device 10 corresponding to the displacement obtained by the displacement calculation unit 52. This amount of movement is obtained by converting the displacement into a displacement in real space coordinates.

<動作>
次に、図11を参照して、本実施形態に係るX線CT装置50の動作について説明する。ここでは、CT透視と穿刺とを交互に行い、穿刺作業の対象Sに対して穿刺針PNを穿刺する場合の動作について説明する。
<Operation>
Next, the operation of the X-ray CT apparatus 50 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, an operation in the case where CT fluoroscopy and puncture are alternately performed and the puncture needle PN is punctured with respect to the target S of the puncture operation will be described.

穿刺を開始するにあたり、まずX線CT装置50により、被検体Eに対してX線スキャン(第1スキャン)を行い、第1ボリュームデータを作成する。   In starting the puncture, the X-ray CT apparatus 50 first performs an X-ray scan (first scan) on the subject E to create first volume data.

具体的には、X線発生部11は、被検体Eに対してX線を曝射する。X線検出部12は、被検体Eを透過したX線を検出し、その検出データを取得する(S30)。本実施形態では、1回転分の検出データを取得する。X線検出部12で検出された検出データは、データ収集部18で収集され、処理ユニット62(前処理部62a)に送られる。   Specifically, the X-ray generation unit 11 emits X-rays to the subject E. The X-ray detection unit 12 detects X-rays that have passed through the subject E and acquires the detection data (S30). In the present embodiment, detection data for one rotation is acquired. Detection data detected by the X-ray detection unit 12 is collected by the data collection unit 18 and sent to the processing unit 62 (pre-processing unit 62a).

前処理部62aは、S30で取得された検出データに対して、前処理を行い、投影データを作成する(S31)。作成された投影データは、制御部48の制御に基づき、再構成処理部62bに送られる。   The preprocessing unit 62a performs preprocessing on the detection data acquired in S30, and creates projection data (S31). The created projection data is sent to the reconstruction processing unit 62b based on the control of the control unit 48.

再構成処理部62bは、S31で作成された投影データに基づいて、複数の断層画像データを作成する。次に、再構成処理部62bは、複数の断層画像データを補間処理することにより第1ボリュームデータを作成する(S32)。   The reconstruction processing unit 62b creates a plurality of tomographic image data based on the projection data created in S31. Next, the reconstruction processing unit 62b creates first volume data by interpolating a plurality of tomographic image data (S32).

ボリュームレンダリング処理部62cは、S32で作成された第1ボリュームデータに対してレイトレーシングを行い、ボクセルにおける明るさを求めて(CT値)、この明るさに基づく画像情報を投影面のピクセルに投影して、臓器等を立体的に抽出して第1三次元画像を作成する。作成された第1三次元画像(図10A)は、表示制御部44により表示部46に表示される(S33)。なお、三次元画像の内部において穿刺針の針先が見えるように公知の方法で透明処理が施される。   The volume rendering processing unit 62c performs ray tracing on the first volume data created in S32, obtains the brightness in the voxel (CT value), and projects image information based on this brightness onto the pixels on the projection plane. Then, a first three-dimensional image is created by three-dimensionally extracting organs and the like. The created first three-dimensional image (FIG. 10A) is displayed on the display unit 46 by the display control unit 44 (S33). In addition, a transparent process is performed by a known method so that the needle tip of the puncture needle can be seen inside the three-dimensional image.

次に、特定部71は、ボリュームデータに基づいて作成された穿刺針PNが描画された三次元画像に基づいて針先位置SPを特定する。次に、特定部71は、特定された針先位置SPを表示部46の表示画像領域における針先位置として指定する。すなわち、特定部71は、穿刺針PNの針先SPの座標値を求める(S34)。   Next, the specifying unit 71 specifies the needle tip position SP based on the three-dimensional image on which the puncture needle PN created based on the volume data is drawn. Next, the specifying unit 71 specifies the specified needle tip position SP as the needle tip position in the display image area of the display unit 46. That is, the specifying unit 71 obtains the coordinate value of the needle tip SP of the puncture needle PN (S34).

そして、変位算出部72は、指定された穿刺針PNの針先位置SPとボリュームデータに基づく三次元画像の中心CPとの変位を求める(S35)。この変位は、具体的には、図10Aおよび図10Bに示すように、針先SPの座標値(x1,y1,z1)と三次元画像の中心CPの座標値(x2,y2,z2)の差分(x2−x1,y2−y1,z2−z1)をとって求められる。   Then, the displacement calculator 72 obtains the displacement between the needle tip position SP of the designated puncture needle PN and the center CP of the three-dimensional image based on the volume data (S35). Specifically, as shown in FIGS. 10A and 10B, this displacement is obtained by the coordinate values (x1, y1, z1) of the needle tip SP and the coordinate values (x2, y2, z2) of the center CP of the three-dimensional image. The difference (x2-x1, y2-y1, z2-z1) is obtained.

そして、移動量決定部73は、算出された変位をキャンセルする(スキャン中心位置SCを穿刺針の針先位置SPに一致させる)ように、この変位に対応する寝台天板33と架台装置10との相対的な移動量を決定し(S36)、この位置情報を含んだ第2スキャン開始信号(図示せず)をスキャン制御部41に送出する。この相対的な移動量は、寝台天板33及び架台装置10の移動前の実座標値と移動後の実座標値との差分である。この移動量の情報は、移動後の寝台天板33及び架台装置10の新たな実座標値としてスキャン制御部41に送出される。以下では、決定された移動量に基づいて寝台天板33のみ移動させた場合について説明する。   Then, the movement amount determination unit 73 cancels the calculated displacement (matches the scan center position SC with the needle tip position SP of the puncture needle), and the bed top plate 33 and the gantry device 10 corresponding to this displacement. The relative movement amount is determined (S36), and a second scan start signal (not shown) including this position information is sent to the scan control unit 41. This relative movement amount is a difference between the actual coordinate value before the movement of the bed top plate 33 and the gantry device 10 and the actual coordinate value after the movement. The information on the amount of movement is sent to the scan control unit 41 as new actual coordinate values of the bed top plate 33 and the gantry device 10 after movement. Below, the case where only the bed top plate 33 is moved based on the determined movement amount will be described.

スキャン制御部41は、決定された移動量だけ寝台天板33を移動させるように寝台天板33に移動制御信号Si(図8参照)を送出する。寝台天板33は、移動制御信号Siを受けて上下移動、前後移動、及び/又は左右移動して、決定された移動量だけ移動する。そして、スキャン制御部41は、被検体Eに対してX線スキャン(第2スキャン)を行わせる(S37)。   The scan control unit 41 sends a movement control signal Si (see FIG. 8) to the bed top plate 33 so as to move the bed top plate 33 by the determined amount of movement. In response to the movement control signal Si, the bed top plate 33 moves up and down, moves back and forth, and / or moves left and right, and moves by the determined amount of movement. Then, the scan control unit 41 causes the subject E to perform an X-ray scan (second scan) (S37).

X線検出部12は、被検体Eに対して曝射されたX線を検出し、その検出データを取得する(S38)。X線検出部12で検出された検出データは、データ収集部18で収集され、処理ユニット62(前処理部62a)に送出される。   The X-ray detection unit 12 detects X-rays exposed to the subject E and acquires the detection data (S38). The detection data detected by the X-ray detection unit 12 is collected by the data collection unit 18 and sent to the processing unit 62 (pre-processing unit 62a).

前処理部62aは、S38で取得された検出データに対して、前処理を行い、投影データを作成する(S39)。作成された投影データは、制御部48の制御に基づき、再構成処理部62bに送られる。   The preprocessing unit 62a performs preprocessing on the detection data acquired in S38 and creates projection data (S39). The created projection data is sent to the reconstruction processing unit 62b based on the control of the control unit 48.

再構成処理部62bは、S19で作成された投影データに基づいて、第2ボリュームデータを作成する(S40)。   The reconstruction processing unit 62b creates second volume data based on the projection data created in S19 (S40).

ボリュームレンダリング処理部62cは、S40で作成された第2ボリュームデータに基づき第2三次元画像を作成する。作成された第2三次元画像(図10B参照)は、表示制御部44により表示部46に表示される(S41。)。   The volume rendering processor 62c creates a second 3D image based on the second volume data created in S40. The created second three-dimensional image (see FIG. 10B) is displayed on the display unit 46 by the display control unit 44 (S41).

以降は、ある程度、穿刺を進めた後に、穿刺針の針先位置SPとスキャン中心位置SCのずれを確認するため、X線CT装置1は、再度、被検体Eに対してX線スキャン(第3スキャン)を行い、ボリュームデータ(第3ボリュームデータ)を作成し、S30〜S41までの処理が繰り返される。   Thereafter, after the puncture is advanced to some extent, the X-ray CT apparatus 1 again scans the subject E with an X-ray scan (first scan) in order to confirm the deviation between the needle tip position SP and the scan center position SC. 3 scans), volume data (third volume data) is created, and the processes from S30 to S41 are repeated.

<効果>
本実施形態のX線CT装置50は、穿刺針を用いた医療行為の対象である被検体EをX線でスキャンした結果に基づいてボリュームデータを作成する装置である。X線CT装置50は、処理ユニット62と、特定部71と、変位算出部72と、スキャン制御部41と、表示制御部44とを含む。処理ユニット62は、第1スキャンにより得られた第1ボリュームデータに基づいて穿刺針が描画された第1三次元画像を作成する。特定部71は、第1三次元画像における穿刺針の針先位置SPを特定する。変位算出部72は、特定された針先位置SPと第1三次元画像の中心との変位を求める。スキャン制御部41は、この変位をキャンセルするように第1スキャンのスキャン中心をずらして第2スキャンを実行させる。表示制御部44は、第2スキャンにより得られた第2ボリュームデータに基づいて処理ユニット62によって作成された第2三次元画像を表示部46に表示させる。
<Effect>
The X-ray CT apparatus 50 of the present embodiment is an apparatus that creates volume data based on a result of scanning a subject E, which is a target of medical practice using a puncture needle, with X-rays. The X-ray CT apparatus 50 includes a processing unit 62, a specifying unit 71, a displacement calculating unit 72, a scan control unit 41, and a display control unit 44. The processing unit 62 creates a first three-dimensional image in which the puncture needle is drawn based on the first volume data obtained by the first scan. The specifying unit 71 specifies the needle tip position SP of the puncture needle in the first three-dimensional image. The displacement calculator 72 obtains the displacement between the identified needle tip position SP and the center of the first three-dimensional image. The scan control unit 41 shifts the scan center of the first scan so as to cancel this displacement and causes the second scan to be executed. The display control unit 44 causes the display unit 46 to display the second three-dimensional image created by the processing unit 62 based on the second volume data obtained by the second scan.

したがって、穿刺針の針先を常に表示画面46aの中心に表示させることができるので、穿刺針の周囲を明確に把握することができる。このため、穿刺作業の的確化及び効率化を図ることが可能となる。   Therefore, the needle tip of the puncture needle can always be displayed at the center of the display screen 46a, so that the periphery of the puncture needle can be clearly grasped. For this reason, it is possible to improve the accuracy and efficiency of the puncturing operation.

(第3実施形態)
次に、図12及び図13を参照して、第3実施形態に係るX線CT装置100の構成について説明する。本実施形態に係るX線CT装置100は、ボリュームデータに基づいて複数のMPR画像を作成し、作成された複数のMPR画像の中から穿刺針の針先が描画されたMPR画像を選択し、入力手段を介して選択されたMPR画像における穿刺針の針先位置SPとスキャン中心位置SCの変位をキャンセルするように第1スキャンのスキャン中心をずらして第2スキャンを実行させることを特徴とするものである。なお、入力部を追加した点、表示制御部及び解析部の動作が異なる点を除いて上記した第1実施形態と同様であるので、以下では異なる点を主に説明し、同様の点については説明を省略する場合がある。
(Third embodiment)
Next, the configuration of the X-ray CT apparatus 100 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13. The X-ray CT apparatus 100 according to the present embodiment creates a plurality of MPR images based on the volume data, selects an MPR image in which the needle tip of the puncture needle is drawn from the created MPR images, The second scan is executed by shifting the scan center of the first scan so as to cancel the displacement between the needle tip position SP of the puncture needle and the scan center position SC in the MPR image selected via the input means. Is. In addition, since it is the same as that of the above-mentioned 1st Embodiment except the point which added the input part, and the operation | movement of a display control part and an analysis part differing, below, a different point is mainly demonstrated and about the same point, The description may be omitted.

<X線CT装置100の全体構成>
図12に示すように、X線CT装置100は、架台装置10と、寝台装置30と、コンソール装置80とを含んで構成されている。
<Overall configuration of X-ray CT apparatus 100>
As shown in FIG. 12, the X-ray CT apparatus 100 includes a gantry device 10, a bed device 30, and a console device 80.

[コンソール装置]
コンソール装置80は、スキャン制御部41と、処理ユニット42と、表示制御部44と、表示部46と、制御部48と、入力部81と、解析部90とを含んで構成されている。入力部81は、コンソール装置80に対する各種操作を行う入力デバイスとして用いられ、たとえば、表示部に表示された複数のMPR画像の中から穿刺針を描画されたMPR画像を選択したり、MPR画像の中の特定領域の位置を特定したりする。入力部81は、たとえば、キーボード、マウス、トラックボール、ジョイスティック等により構成される。また、入力部81として、表示部46に表示されたGUI(Graphical User Interface)を用いることも可能である。
[Console device]
The console device 80 includes a scan control unit 41, a processing unit 42, a display control unit 44, a display unit 46, a control unit 48, an input unit 81, and an analysis unit 90. The input unit 81 is used as an input device for performing various operations on the console device 80. For example, the input unit 81 selects an MPR image on which a puncture needle is drawn from a plurality of MPR images displayed on the display unit, The position of a specific area inside is specified. The input unit 81 includes, for example, a keyboard, a mouse, a trackball, a joystick, and the like. As the input unit 81, a GUI (Graphical User Interface) displayed on the display unit 46 can be used.

MPRレンダリング処理部42cは、再構成処理部42bで作成(再構成)された第1ボリュームデータを任意の方向にレンダリングすることにより後述する複数のMPR画像G1〜G8(図13参照)を作成する。作成された複数のMPR画像G1〜G8は、表示制御部44によって表示部46の表示画面46aに表示される。   The MPR rendering processing unit 42c generates a plurality of MPR images G1 to G8 (see FIG. 13) described later by rendering the first volume data created (reconstructed) by the reconstruction processing unit 42b in an arbitrary direction. . The plurality of created MPR images G <b> 1 to G <b> 8 are displayed on the display screen 46 a of the display unit 46 by the display control unit 44.

本実施形態では、表示画面46aの表示画面46aには、図13に示すように、MPR画像G1〜G8としてのサジタル像が表示される。図13には、サジタル像が表示された例を示したが、アキシャル像やコロナル像を表示するようにしてもよい。なお、図13には、複数のサジタル像G1〜G8が表示された例を示したが、複数のアキシャル像や複数のコロナル像を表示するようにしてもよい。   In the present embodiment, sagittal images as MPR images G1 to G8 are displayed on the display screen 46a of the display screen 46a as shown in FIG. Although FIG. 13 shows an example in which a sagittal image is displayed, an axial image or a coronal image may be displayed. Although FIG. 13 shows an example in which a plurality of sagittal images G1 to G8 are displayed, a plurality of axial images or a plurality of coronal images may be displayed.

解析部90は、特定部91と、変位算出部92と、移動量決定部93とを含んで構成されている。特定部91は、MPRレンダリング処理部42cで作成された複数のMPR画像G1〜G8の中から入力部によって選択指示されたMPR画像を特定する。図14Aにおいて、複数のMPR画像G1〜G8の内、MPR画像G5を穿刺針が描画されたMPR画像とした場合、入力部81によってMPR画像G5が選択されると、特定部91は、選択されたMPR画像G5を針先が表示されたMPR画像として指定する。   The analysis unit 90 includes a specifying unit 91, a displacement calculation unit 92, and a movement amount determination unit 93. The specifying unit 91 specifies an MPR image selected and instructed by the input unit from among the plurality of MPR images G1 to G8 created by the MPR rendering processing unit 42c. In FIG. 14A, when the MPR image G5 is an MPR image in which a puncture needle is drawn among the plurality of MPR images G1 to G8, when the MPR image G5 is selected by the input unit 81, the specifying unit 91 is selected. The MPR image G5 is designated as the MPR image on which the needle tip is displayed.

次に、入力部81によって、MPR画像G5に描画された針先位置SPが選択されると、特定部91は選択された位置を穿刺針の針先位置SPとして特定する。次に、特定部91は、特定された位置における座標値を画像領域における穿刺針の針先位置SPとして指定する。このようにして、針先位置SPは、入力部81からの選択指示により手動で指定される。   Next, when the needle tip position SP drawn on the MPR image G5 is selected by the input unit 81, the specifying unit 91 specifies the selected position as the needle tip position SP of the puncture needle. Next, the specifying unit 91 specifies the coordinate value at the specified position as the needle tip position SP of the puncture needle in the image area. In this way, the needle tip position SP is manually designated by a selection instruction from the input unit 81.

変位算出部92は、指定された穿刺針PNの針先SPの位置とMPR画像の中心CPとの変位を求める。移動量決定部93は、変位算出部92で求められた変位に対応する寝台天板33と架台装置10との相対的な移動量を決定する。なお、この移動量は、前記変位を実空間座標における変位に変換して求められる。また、上述の説明は、第1実施形態と同様に、同一空間座標系におけるMPR画像の中心CPの位置とスキャン中心の位置SCとは一致することを前提とする。   The displacement calculation unit 92 obtains the displacement between the position of the needle tip SP of the designated puncture needle PN and the center CP of the MPR image. The movement amount determination unit 93 determines a relative movement amount between the couch top 33 and the gantry device 10 corresponding to the displacement obtained by the displacement calculation unit 92. This amount of movement is obtained by converting the displacement into a displacement in real space coordinates. The above description is based on the premise that the position of the center CP of the MPR image and the position SC of the scan center in the same spatial coordinate system are the same as in the first embodiment.

<動作>
以下に、図15を参照して、本実施形態に係るX線CT装置100の動作について説明する。ここでは、CT透視と穿刺とを交互に行い、穿刺作業の対象Sに対して穿刺針PNを穿刺する場合の動作について説明する。
<Operation>
Hereinafter, the operation of the X-ray CT apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, an operation in the case where CT fluoroscopy and puncture are alternately performed and the puncture needle PN is punctured with respect to the target S of the puncture operation will be described.

穿刺を開始するにあたり、まずX線CT装置100により、被検体Eに対してX線スキャン(第1スキャン)を行い、第1ボリュームデータを作成する。   In starting the puncture, the X-ray CT apparatus 100 first performs an X-ray scan (first scan) on the subject E to create first volume data.

具体的には、X線発生部11は、被検体Eに対してX線を曝射する。X線検出部12は、被検体Eを透過したX線を検出し、その検出データを取得する(S50)。X線検出部12で検出された検出データは、データ収集部18で収集され、処理部42(前処理部42a)に送られる。   Specifically, the X-ray generation unit 11 emits X-rays to the subject E. The X-ray detection unit 12 detects X-rays that have passed through the subject E and acquires the detection data (S50). The detection data detected by the X-ray detection unit 12 is collected by the data collection unit 18 and sent to the processing unit 42 (pre-processing unit 42a).

前処理部42aは、S50で取得された検出データに対して、前処理を行い、投影データを作成する(S51)。作成された投影データは、制御部48の制御に基づき、再構成処理部42bに送られる。   The preprocessing unit 42a performs preprocessing on the detection data acquired in S50 and creates projection data (S51). The created projection data is sent to the reconstruction processing unit 42b based on the control of the control unit 48.

再構成処理部42bは、S51で作成された投影データに基づいて、複数の断層画像データを作成する。次に、再構成処理部42bは、複数の断層画像データを補間処理することにより第1ボリュームデータを作成する(S52)。   The reconstruction processing unit 42b creates a plurality of tomographic image data based on the projection data created in S51. Next, the reconstruction processing unit 42b creates first volume data by interpolating a plurality of tomographic image data (S52).

MPRレンダリング処理部42cは、再構成処理部42bで作成(再構成)された第1ボリュームデータを任意の方向にレンダリングすることにより複数のMPR画像G1〜G8を作成する。図13の例では、MPR画像G1〜G8としてサジタル像が表示される(S53)。   The MPR rendering processing unit 42c creates a plurality of MPR images G1 to G8 by rendering the first volume data created (reconstructed) by the reconstruction processing unit 42b in an arbitrary direction. In the example of FIG. 13, sagittal images are displayed as MPR images G1 to G8 (S53).

なお、本実施形態では、表示部46の表示画面46aに複数のMPR画像G1〜G8を順に表示させる例を示した。具体的には、表示制御部44は、複数のMPR画像G1〜G8を順次切り替えて表示させる。また、表示制御部44は、たとえば、MPR画像G1のみ表示させた後に、表示画面46aの一部に表示された切替表示(切替えスイッチ、切替スクロールバー)を介しての選択指示により他のMPR画像G2〜G8を順に切り替え表示させるようにしてもよい。   In the present embodiment, an example in which a plurality of MPR images G1 to G8 are sequentially displayed on the display screen 46a of the display unit 46 has been described. Specifically, the display control unit 44 sequentially switches and displays the plurality of MPR images G1 to G8. Further, for example, after displaying only the MPR image G1, the display control unit 44 displays another MPR image in response to a selection instruction via a switching display (changeover switch, switching scroll bar) displayed on a part of the display screen 46a. G2 to G8 may be switched and displayed in order.

ユーザが入力部81を操作して、表示部46に表示された複数のMPR画像G1〜G8の中から穿刺針を描画された第1MPR画像G5を選択する。特定部91は、入力部81によって選択された第1MPR画像G5の中から穿刺針の針先を含む第1MPR画像G5を指定する(S54、図14B参照)。   The user operates the input unit 81 to select the first MPR image G5 on which the puncture needle is drawn from the plurality of MPR images G1 to G8 displayed on the display unit 46. The specifying unit 91 designates the first MPR image G5 including the needle tip of the puncture needle from the first MPR image G5 selected by the input unit 81 (see S54, FIG. 14B).

次に、特定部91は、穿刺針の針先の座標値を求める(S55)。   Next, the specifying unit 91 obtains the coordinate value of the needle tip of the puncture needle (S55).

そして、変位算出部92は、算出された穿刺針の針先の座標値(X1,Y1,Z1)とスキャン中心位置(X2,Y2,Z2)との変位を算出する(S56)。   Then, the displacement calculation unit 92 calculates the displacement between the calculated coordinate values (X1, Y1, Z1) of the puncture needle and the scan center positions (X2, Y2, Z2) (S56).

そして、移動量決定部93は、算出された変位をキャンセルする(スキャン中心位置を穿刺針の針先位置SPに一致させる)ように、この変位に対応する寝台天板33と架台装置10との相対的な移動量を決定し(S57)、この位置情報を含んだ第2スキャン開始信号(図示せず)をスキャン制御部41に送出する。この相対的な移動量は、寝台天板33及び架台装置10の移動前の実座標値と移動後の実座標値との差分である。この移動量の情報は、移動後の寝台天板33及び架台装置10の新たな実座標値としてスキャン制御部41に送出される。   Then, the movement amount determination unit 93 cancels the calculated displacement (matches the scan center position with the needle tip position SP of the puncture needle) between the bed top plate 33 and the gantry device 10 corresponding to this displacement. A relative movement amount is determined (S57), and a second scan start signal (not shown) including this position information is sent to the scan control unit 41. This relative movement amount is a difference between the actual coordinate value before the movement of the bed top plate 33 and the gantry device 10 and the actual coordinate value after the movement. The information on the amount of movement is sent to the scan control unit 41 as new actual coordinate values of the bed top plate 33 and the gantry device 10 after movement.

寝台天板33及び架台装置10の相対的な移動の類型としては、寝台天板33のみ移動させる場合と、架台装置10のみ移動させる場合と、寝台天板33と架台装置10の両方を移動させる場合が挙げられる。以下では、決定された移動量に基づいて寝台天板33のみ移動させた場合について説明する。   As a type of relative movement of the couch top 33 and the gantry device 10, the case where only the couch top 33 is moved, the case where only the gantry device 10 is moved, and both the couch top plate 33 and the gantry device 10 are moved. There are cases. Below, the case where only the bed top plate 33 is moved based on the determined movement amount will be described.

スキャン制御部41は、決定された移動量だけ寝台天板33を移動させるように寝台天板33に移動制御信号Si(図12参照)を送出する。寝台天板33は、移動制御信号Siを受けて上下移動、前後移動、及び/又は左右移動して、決定された移動量だけ移動する。そして、スキャン制御部41は、被検体Eに対してX線スキャン(第2スキャン)を行わせる(S58)。   The scan control unit 41 sends a movement control signal Si (see FIG. 12) to the bed top plate 33 so as to move the bed top plate 33 by the determined amount of movement. In response to the movement control signal Si, the bed top plate 33 moves up and down, moves back and forth, and / or moves left and right, and moves by the determined amount of movement. Then, the scan control unit 41 causes the subject E to perform an X-ray scan (second scan) (S58).

X線検出部12は、被検体Eに対して曝射されたX線を検出し、その検出データを取得する(S59)。X線検出部12で検出された検出データは、データ収集部18で収集され、処理ユニット42(前処理部42a)に送出される。   The X-ray detection unit 12 detects X-rays exposed to the subject E, and acquires the detection data (S59). Detection data detected by the X-ray detection unit 12 is collected by the data collection unit 18 and sent to the processing unit 42 (pre-processing unit 42a).

前処理部42aは、S18で取得された検出データに対して、前処理を行い、投影データを作成する(S60)。作成された投影データは、制御部48の制御に基づき、再構成処理部42bに送られる。   The preprocessing unit 42a performs preprocessing on the detection data acquired in S18 and creates projection data (S60). The created projection data is sent to the reconstruction processing unit 42b based on the control of the control unit 48.

再構成処理部42bは、S19で作成された投影データに基づいて、複数の断層画像データを作成する。また、再構成処理部42bは、複数の断層画像データを補間処理することにより第2ボリュームデータを作成する(S61)。   The reconstruction processing unit 42b creates a plurality of tomographic image data based on the projection data created in S19. Further, the reconstruction processing unit 42b creates second volume data by performing interpolation processing on a plurality of tomographic image data (S61).

MPRレンダリング処理部42cは、S61で作成された第2ボリュームデータを任意の方向にレンダリングすることにより複数のMPR画像を作成する。次に、特定部91は、これら複数のMPR画像の中から、第1MPR画像G5に対応する第2MPR画像G5´を指定する。表示制御部44は、指定された第2MPR画像G5´を表示部46の表示画面46aに表示させる(S62、図14C参照)。図14Cに示すように、第2MPR画像G5´における穿刺針の針先位置SPとスキャン中心位置SCは一致している。   The MPR rendering processor 42c creates a plurality of MPR images by rendering the second volume data created in S61 in an arbitrary direction. Next, the specifying unit 91 specifies a second MPR image G5 ′ corresponding to the first MPR image G5 from among the plurality of MPR images. The display control unit 44 displays the designated second MPR image G5 ′ on the display screen 46a of the display unit 46 (see S62, FIG. 14C). As shown in FIG. 14C, the needle tip position SP of the puncture needle and the scan center position SC in the second MPR image G5 ′ coincide.

以降は、ある程度、穿刺を進めた後に、穿刺針の針先位置SPとスキャン中心位置のずれを確認するため、X線CT装置1は、再度、被検体Eに対してX線スキャン(第3スキャン)を行い、ボリュームデータ(第3ボリュームデータ)を作成し、S10〜S21までの処理が繰り返される。   Thereafter, the X-ray CT apparatus 1 again scans the subject E with an X-ray scan (third) in order to confirm the deviation between the needle tip position SP of the puncture needle and the scan center position after the puncture has been advanced to some extent. Scan) to create volume data (third volume data), and the processes from S10 to S21 are repeated.

<効果>
本実施形態のX線CT装置100は、穿刺針PNを用いた医療行為の対象である被検体EをX線でスキャンした結果に基づいてボリュームデータを作成する装置である。X線CT装置100は、MPRレンダリング処理部42cと、表示制御部44と、特定部91と、変位算出部92とを含む。MPRレンダリング処理部42cは、第1スキャンにより得られた第1ボリュームデータに基づいて複数のMPR画像を作成する。表示制御部44は、複数のMPR画像を切り替え表示させる。入力部81は、操作に応じて複数のMPR画像の中から穿刺針PNが描画された第1MPR画像を選択する。特定部91は、複数のMPR画像の中から操作に応じて選択された第1MPR画像における穿刺針PNの針先位置SPを特定する第1MPR画像における穿刺針PNの針先位置SPを特定する。変位算出部92は、特定された針先位置SPと第1MPR画像の中心との変位を求める。スキャン制御部41は、針先位置SPと第1MPR画像の中心との変位をキャンセルするように第1スキャンのスキャン中心をずらして第2スキャンを実行させる。表示制御部44は、第2スキャンにより得られた第2ボリュームデータに基づいてMPRレンダリング処理部42cによって作成され、第1MPR画像と同一の断面における第2MPR画像を表示部46に表示させる。
<Effect>
The X-ray CT apparatus 100 of the present embodiment is an apparatus that creates volume data based on a result of scanning a subject E, which is a target of medical practice using a puncture needle PN, with X-rays. The X-ray CT apparatus 100 includes an MPR rendering processing unit 42c, a display control unit 44, a specifying unit 91, and a displacement calculating unit 92. The MPR rendering processor 42c creates a plurality of MPR images based on the first volume data obtained by the first scan. The display control unit 44 switches and displays a plurality of MPR images. The input unit 81 selects a first MPR image in which a puncture needle PN is drawn from a plurality of MPR images according to an operation. The specifying unit 91 specifies the needle tip position SP of the puncture needle PN in the first MPR image that specifies the needle tip position SP of the puncture needle PN in the first MPR image selected according to the operation from the plurality of MPR images. The displacement calculation unit 92 obtains the displacement between the identified needle tip position SP and the center of the first MPR image. The scan control unit 41 shifts the scan center of the first scan so as to cancel the displacement between the needle tip position SP and the center of the first MPR image, and causes the second scan to be executed. The display control unit 44 causes the display unit 46 to display the second MPR image in the same cross section as the first MPR image, which is created by the MPR rendering processing unit 42c based on the second volume data obtained by the second scan.

したがって、図14Cに示すように、穿刺針PNの針先SPを常に表示画面46aの中心に表示させることができるので、穿刺針PNの周囲を明確に把握することができる。また、複数のMPR画像の中から、穿刺針が描画されたMPR画像を画面の表示切り替えを行いながら選択でき、針先位置SPも画面上で確認して特定できる。このため、穿刺作業の的確化及び効率化を図ることができ、また、画面選択の自由度の向上を図ることができる。   Accordingly, as shown in FIG. 14C, the needle tip SP of the puncture needle PN can always be displayed at the center of the display screen 46a, so that the periphery of the puncture needle PN can be clearly grasped. In addition, an MPR image on which a puncture needle is drawn can be selected from a plurality of MPR images while switching the display on the screen, and the needle tip position SP can also be confirmed and identified on the screen. For this reason, the accuracy and efficiency of the puncturing operation can be improved, and the degree of freedom of screen selection can be improved.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1,50,100 X線CT装置
10 架台装置
11 X線発生部
12 X線検出部
13 回転体
13a 開口部
14 高電圧発生部
15 架台駆動部
16 X線絞り部
18 データ収集部
19 絞り駆動部
30 寝台装置
31 寝台
32 寝台駆動部
33 寝台天板
34 基台
40 コンソール装置
41 スキャン制御部
42,62 処理ユニット
42a,62a 前処理部
42b,62b 再構成処理部
42c MPRレンダリング処理部(MPR処理部)
44 表示制御部
45,70 解析部
46 表示部
48 制御部
51,71 特定部
52,72 変位算出部
53,73 移動量決定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,50,100 X-ray CT apparatus 10 Base apparatus 11 X-ray generation part 12 X-ray detection part 13 Rotating body 13a Opening part 14 High voltage generation part 15 Base drive part 16 X-ray aperture part 18 Data collection part 19 Aperture drive part DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 Bed apparatus 31 Bed 32 Bed drive part 33 Bed top plate 34 Base 40 Console apparatus 41 Scan control part 42,62 Processing unit 42a, 62a Pre-processing part 42b, 62b Reconstruction processing part 42c MPR rendering processing part (MPR processing part) )
44 Display control unit 45, 70 Analysis unit 46 Display unit 48 Control unit 51, 71 Identification unit 52, 72 Displacement calculation unit 53, 73 Movement amount determination unit

Claims (2)

穿刺針が挿入された被検体をX線でスキャンした結果に基づいてボリュームデータを作成するX線CT装置であって、
第1スキャンにより得られた第1ボリュームデータに基づいて作成された複数のMPR画像を表示させる表示制御部と、
入力部と、
表示された前記複数のMPR画像のうち前記入力部により選択された第1MPR画像における前記穿刺針の針先位置を特定する特定部と、
特定された針先位置と前記第1MPR画像の中心とに基づいて第1スキャンのスキャン中心をずらして第2スキャンを実行させるスキャン制御部とを有し、
前記表示制御部は、前記第2スキャンにより得られた第2ボリュームデータに基づいて作成された第2MPR画像を表示部に表示させる
ことを特徴とするX線CT装置。
An X-ray CT apparatus for creating volume data based on a result of scanning a subject into which a puncture needle has been inserted with X-rays,
A display control unit for displaying a plurality of MPR images created based on the first volume data obtained by the first scan;
An input section;
A specifying unit for specifying the needle tip position of the puncture needle in the first MPR image selected by the input unit among the displayed plurality of MPR images ;
A scan controller that shifts the scan center of the first scan based on the identified needle tip position and the center of the first MPR image , and executes the second scan,
The X-ray CT apparatus, wherein the display control unit causes the display unit to display a second MPR image created based on the second volume data obtained by the second scan.
前記被検体が載置される天板と、
前記スキャンを行う架台装置と、
前記変位に基づいて、前記天板と前記架台装置との相対的な移動量を決定する移動量決定部とを有し、
前記スキャン制御部は、前記決定された移動量に従って前記天板及び前記架台装置のうち少なくとも一方の移動を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
A top plate on which the subject is placed;
A gantry device for performing the scan;
A movement amount determination unit for determining a relative movement amount between the top plate and the gantry device based on the displacement;
The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the scan control unit controls movement of at least one of the top plate and the gantry device according to the determined movement amount.
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