JPH06125889A - Ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異なる２時相を得るためのヘリカルスキャン
の撮影時間の短縮と、スキャン範囲に対する再構成範囲
の拡張を図ることにある。 【構成】 ヘリカルスキャン方式のＸ線ＣＴ装置におい
て、Ｘ線管４よりＸ線を出しっぱなしで寝台２を往復移
動させることで継ぎ目無しヘリカルスキャンを実現する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばヘリカルスキャ
ン方式のＸ線ＣＴ装置のようなＣＴ装置（コンピュータ
断層装置）に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヘリカルスキャン（Helical Scan）と
は、狭義には螺旋状走査、即ち投影方向を連続的に一方
向に回転させつつ被写体を移動させることによって被写
体のボリュームを走査する走査方式であり、特にＸＣＴ
などのように被写体外部に放射線源がある場合に放射線
源の移動軌跡が被写体に対して、被写体を囲む螺子を描
く為にこの名がある。

【０００３】従来、そのようなヘリカルスキャンをＸ線
ＣＴ装置で実施する場合、一方向のみのスキャンで１回
の撮影が終了することになっていた。そのため、被検体
に対し造影剤の投与を行っていない状態と、その造影剤
の投与を行った状態との各再構成画像を得たい場合に、
例えば、被検体の足部から頭部の方向へ造影剤の投入無
しでのスキャンを実施して１回目の撮影を終了し、次に
被検体の頭部から足部の方向へ造影剤の投入有りでのス
キャンを実施して２回目の撮影を終了していた。

【０００４】また、腹部において、動脈優位相、静脈優
位相をスキャンしたい場合にも、動脈優位相での被検体
の足部から頭部の方向へ、静脈優位相でのスキャンを実
施して１回目の撮影を終了し、次に被検体の頭部から足
部の方向へ、スキャンを実施して２回目の撮影を終了し
ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たように往と復とで別々のスキャンを実施すると、図１
０のように撮影を中断する休止時間が入る。そして、こ
のように休止時間が入ると、特に腹部撮影の時、被検体
Ｐたる患者が息止めが困難または不可能となることがあ
る。換言すれば、撮影時間はできるだけ短い方が、従来
においては造影剤の有無の各再構成画像を得たい場合
に、休止時間が入るためその分だけ撮影時間が長くな
る。従って、撮影時間中の息止めができない患者の時
は、休止時間に息継ぎをしてもらうことになる。しか
し、息継ぎを行うと、臓器が息継ぎの前の状態と異なる
位置にずれて対比診断を良好に行える画像を得ることが
できなくなるという不都合が生じた。

【０００６】また、従来のように一方向のみのスキャン
で１回の撮影が終了する場合は、撮影終了時にはＸ線の
曝射が終了するため、図１１のようにスキャン範囲の両
端では補間再構成でもないことになり、スキャン範囲に
対し補間再構成範囲が狭いという問題があった。

【０００７】本発明は、上記した事情に着目してなされ
たものであり、その目的とするところは、ヘリカルスキ
ャンの撮影時間を従来よりも大幅に短縮し得るととも
に、スキャン範囲に対する補間再構成範囲を従来よりも
大幅に拡張し得るＣＴ装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、被検体の或る方向への投影データを、投
影の方向を変化させながら検出、収集するデータ収集部
と、被検体を保持し、前記データ収集部が投影データを
収集する動作中に被検体を連続的に移動させることがで
きる寝台と、被検体の断面画像を計算によって算出する
ことができる画像再構成装置とを備え、前記データ収集
部が投影の方向を変化させながら、投影データを収集す
る動作をしつつ、前記被検体を連続的に移動させること
によって走査を行い、走査中に前記データ収集部から得
られた投影データと、走査中に前記寝台から得られた被
検体の位置データとに基づいて、走査した範囲内の被検
体の断面画像を前記画像再構成装置によって算出するよ
うに構成されたＣＴ装置において、走査する範囲を往復
スキャンする場合に、走査する範囲をより短時間で走査
し且つ折り返し位置でも投影データを収集し得るよう
に、前記データ収集部を継ぎ目なく連続動作させながら
寝台の位置と投影の方向とを制御する制御部を有するこ
とを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明によるＣＴ装置であれば、継ぎ目無しで
往復ヘリカルスキャンを実施し得るので、休止時間にと
もなう撮影時間の増大化が回避される。また、従来はス
キャン範囲の両端よりそれぞれ管球１回転するうちに寝
台の進む範囲を引いた範囲しか補間再構成できなかった
が、本発明ではスキャン範囲の両端の往から復に反転す
る端では連続でデータ収集を行えるため補間再構成範囲
がその分だけ従来よりも拡張される。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明が適用された一実施例のＸ線
ＣＴ装置の概略構成を示す図である。

【００１１】このＸ線ＣＴ装置は、被検体Ｐの或る方向
への投影データを、投影の方向を変化させながら検出，
収集するデータ収集部としての架台１と、被検体Ｐを保
持し、架台１で投影データを収集する動作中に被検体Ｐ
を連続的に移動させることができる寝台２と、架台１及
び寝台２を制御動作させるための装置それぞれ１０，１
２を納めてあるコンソール３とにより主要部を構築して
いる。

【００１２】そして、架台１は、被検体Ｐの周囲を連続
的に回転しながら、Ｘ線ビーム１ａを曝射するＸ線管４
と、このＸ線管４と対向するように配置されたＸ線検出
器５と、このＸ線検出器５で検出されたＸ線を投影デー
タとして収集するデータ収集装置６と、Ｘ線管４及びＸ
線検出器５の回転駆動等を行うための架台駆動装置７を
備えている。

【００１３】寝台２は、架台１に対する被検体Ｐの連続
的な移動及び寝台高さ調整等を行うための寝台駆動装置
８を備えている。

【００１４】コンソール３は、システム全体の制御中枢
として主制御装置９を備えており、この主制御装置９の
制御下で制御動作されるように、架台制御装置１０、画
像再構成装置１１、寝台制御装置１２、画像データ記憶
装置１３、画像表示装置１４を備えている。

【００１５】そして、主制御装置９は、コンソール外部
の高電圧制御装置１５も制御動作させることができ、デ
ータ収集期間中は高電圧制御装置１５を制御動作させて
高電圧発生装置１６よりＸ線曝射に必要な高電圧をＸ線
管４に供給機し得るよう機能される。

【００１６】架台制御装置１０は、キーボード１７の走
査内容に応じた制御指令を主制御装置９から受けて、架
台駆動装置７による投影の方向を選択制御するため制御
動作がなされる。

【００１７】画像再構成装置１１は、データ収集装置６
からの投影データを基に被検体Ｐの断面画像を計画によ
って算出する。

【００１８】寝台制御装置１２は、キーボード１７の操
作内容に応じた制御指令を主制御装置９から受けて、寝
台の移動方向、寝台の移動速度、寝台の移動範囲を設定
するための制御動作を寝台駆動装置８に対してなし得る
とともに、ヘリカルスキャンにおいて走査する範囲を往
復スキャンする場合と、通常の一方向のみのスキャンの
場合とを選択するスキャンモード切換スイッチ１８とし
ての機能を有している。そして、スキャンモード切換ス
イッチ１８が、往復ヘリカルスキャンを選択した場合、
第１段階で主制御装置９から受け取った位置を、主制御
装置９から受け取った速さで主制御装置９から受け取っ
た移動方向に動かすことを行う。第２段階では、主制御
装置９から受け取ったスキャン範囲の終了位置に来た
ら、間をおかずに直ぐ主制御装置９から受け取った移動
方向の逆方向に、主制御装置９から受け取ったスキャン
開始位置まで寝台２の動かすことを寝台駆動装置８に指
令することが行われるものである。

【００１９】画像データ記憶装置１３は、画像再構成装
置１１で得られた再構成画像のデータを記憶し、記憶し
た再構成画像のデータを画像表示装置１４へ転送するこ
とを可能にしているものである。

【００２０】画像表示装置１４は、再構成画像のデータ
を画像データ記憶装置１３より受けて再構成画像をモニ
タ表示することができるものである。

【００２１】このような各部を備えた構成において、往
復ヘリカルスキャンを選択した場合の制御の流れを図示
すると図２のようになる。

【００２２】図２に示すように、キーボード１７におい
てスキャン条件として往復ヘリカル、スキャン開始位
置、スキャン終了位置、寝台速度、スキャン方向、管電
圧、管電流等の入力操作がなされると、主制御装置９か
ら寝台制御装置１２へ往復ヘリカル、スキャン開始位
置、スキャン終了位置、寝台速度、スキャン方向等を示
す寝台制御データが転送される。寝台制御装置１２は受
けた寝台制御データに対応するように、寝台駆動装置８
を駆動する制御動作がなされる。即ち、寝台制御装置１
２は、スキャンモード切換スイッチ１８が示すモードを
みて、往復ヘリカルスキャンであるか通常のヘリカルス
キャンであるかを判断し、往復ヘリカルスキャンの場合
には、図３のような関係でスキャン方向がスキャン終了
位置で変わる継ぎ目無し往復ヘリカルスキャンを行える
ように寝台駆動装置８を駆動制御して、寝台２を移動さ
せる。

【００２３】そのため、被検体Ｐに対し造影剤の投与を
行っていない状態と、その造影剤の投与を行った状態と
の各構成画像を得たい場合に、Ｘ線の曝射を休止するこ
となく往と復とで連続した継ぎ目無し往復ヘリカルスキ
ャンが実施されることになる。従って、図４のように往
と復との間に撮影を中断する休止時間Ｓが無くなり、従
来スキャンでの撮影時間がｔのとき、本発明スキャンで
は図４に示すＴ−Ｓの比較的短い撮影時間となる。その
結果、今までは往と復との間でほとんど入れていた息継
ぎが、本発明スキャンによると一気スキャンでその息継
ぎが不要となる。

【００２４】また、スキャン範囲の両端のいずれか一端
では、Ｘ線曝射がとぎれることがないのでデータ収集を
行えることになり、再構成範囲が図５のようにその分だ
け従来よりも拡張される。

【００２５】その画像再構成の第１例を図６に示し、第
２例を図７に示している。

【００２６】図６に示す第１例では、スキャン範囲の一
端（往のスキャン終了位置）でスキャン軌跡が１回転し
た場合の再構成例を示している。この場合、図１の高電
圧発生装置１６からＸ線管４へ往復スキャン中連続して
高電圧を印加し、Ｘ線管４からＸ線を出しっぱなしで寝
台２を往復させる。この往と復との間で、寝台移動を停
止させ、この停止位置で管球１回転分のデータを得るこ
とにより、補間用の１回転分のデータが得られることに
なり、スキャンデータがスキャン範囲の端まで有効利用
できる。なお、従来においては、３６０度補間再構成す
る場合、スキャン範囲の両端での管球１回転分づつは、
補間用データであって、画像データにはならないもので
あった。

【００２７】図２に示す第２例では、スキャン範囲の一
端でスキャン軌跡が１回転しない場合の再構成例を示し
ている。この場合、外折法で、スキャン終了位置に管球
１回転分のデータを作成する。これにより、スキャンデ
ータが端まで有効利用できる。

【００２８】なお、この第２例に適用されている外折法
でのデータの作り方を図示したものが図８である。同図
において、Ａ₁ ，Ｂ₁ ，Ａ₂ ，Ｂ₂ は実際のデータであ
り、この実際のデータの同じ管球角度の２点のデータか
らＢ₁ ：Ｂ₂ ：Ｂ、Ｃ₁ ：Ｃ₂ ：Ｃのように同じ管球角
度のデータＡ，Ｂ，Ｃ…を推測する。

【００２９】そして、この計測法は、図９のようにＡ₁
とＡ₂ を結んだ直線上のＡを求めることで行う。計算式
は以下の通りである。

【００３０】 Ａ＝Ａ₁ ×（Ｐ₁ Ｐ／（Ｐ₁ Ｐ＋Ｐ₁ Ｐ₂ ））＋Ａ₂ ×
（Ｐ₂ Ｐ／（Ｐ₁ Ｐ＋Ｐ₁ Ｐ₂ ） このように、スキャン範囲の端まで画像データとして有
効利用できるのでスキャン範囲に対し再構成範囲が従来
よりも大幅に拡張され、例えば造影剤による造影効果を
経時的に撮影若しくは観察するとき、その範囲が拡がる
という利点が得られる。

【００３１】上記実施例においては螺旋状走査型Ｘ線Ｃ
Ｔ装置を例としたが、Ｘ線ＣＴ装置に限られることな
く、例えば、第３，第４，第５世代ＸＣＴ装置や放射源
なしで検出器を被検体の周りに回転させるタイプのスペ
クトル（ＳＰＥＣＴ）装置のようなコンピュータ断層装
置にも本発明を適用することができる。

【００３２】更に、本発明は、螺旋状走査に限定される
ものではなく、Ｘ線源が時計回りと反時計回りを交互に
繰返すように走査してもよく、また３６０°に満たない
回転で走査してもよい。また。第５世代方式のように、
空間的に不動なＸ線管に対してこのＸ線管の中の焦点が
移動することによって、被写体の周りをＸ線源が回転す
るようにして走査しても本発明に包含されるのは勿論で
ある。この他にもいわゆる２次元検出器アレイを持つＣ
Ｔ装置や複数のＸ線源を持つＣＴ装置にも本発明を適用
することができる。また、Ｘ線源として、Ｘ線を放射す
る放射性同位元素を含むペレット、電子線を加速器で加
速しＸ線を発生する装置、Ｘ線レーザ装置などを適用し
てもよい。また更に、外部線源を持つガンマ線ＣＴにも
適用したり、線源を複数個としたりしてもよいのであ
る。即ち、本発明にあっては、広義のヘリカルスキャン
を行えるＣＴ装置であれば、検出器やコリメータが全く
動かないＰＥＴを除く全てに応用することてができ、ま
た、種々の変形実施が可能であることはいうまでもな
い。

【００３３】なお、広義のヘリカルスキャンとは、
（１）ＣＴ装置（被写体を移動させなくても被写体の断
層像が少なくとも１つのスライス位置について撮影でき
る装置）を用い、（２）その走査動作中に被写体を連続
的に移動させる事によって、（３）被写体を移動させな
い場合に撮影できるスライス位置の範囲を越える範囲に
わたってデータ収集を行ない、（４）このデータに基づ
いて（少なくとも潜在的には）その範囲内の任意のスラ
イス位置の断層像を作成できる画像再構成装置を備え、
（５）以上によって被写体の３次元撮影を行なうものと
して定義できると考えられるのが妥当である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｘ
線を出しっぱなしで、往復ヘリカルスキャンする継ぎ目
無し往復ヘリカルスキャンを実現できるので、ヘリカル
スキャンの撮影時間を従来よりも大幅に短縮し得るとと
もに、スキャン範囲に対する再構成範囲を従来よりも大
幅に拡張し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された一実施例のＸ線ＣＴ装置の
概略を示す図である。

【図２】本発明の一実施例における要部の制御の流れを
示す図である。

【図３】本発明の一実施例における寝台の動きを示す図
である。

【図４】本発明の一実施例における撮影時間を説明する
ために用いた図である。

【図５】本発明の一実施例におけるスキャン範囲と再構
成範囲との関係を示す図である。

【図６】本発明の一実施例における画像再構成の第１例
を説明するために用いた図である。

【図７】本発明の一実施例における画像再構成の第２例
を説明するために用いた図である。

【図８】上記画像再構成の第２例で適用した外折法を説
明するために用いた図である。

【図９】上記画像再構成の第２例で適用した外折法を説
明するために用いた他の図である。

【図１０】従来のＸ線ＣＴ装置での撮影時間を説明する
ために用いた図である。

【図１１】従来のＸ線ＣＴ装置での撮影時間を説明する
ために用いた図である。

【符号の説明】 １ 架台 ２ 寝台 ３ コンソール ４ Ｘ線管 ５ Ｘ線検出器 ６ データ収集装置 ７ 架台駆動装置 ８ 寝台駆動装置 ９ 主制御装置 １０ 架台制御装置 １１ 画像再構成装置 １２ 寝台制御装置 １３ 画像データ記憶装置 １４ 画像表示装置 １５ 高電圧制御装置 １６ 高電圧発生装置 １７ キーボード １８ スキャンモード切換スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体の或る方向への投影データを、投
   影の方向を変化させながら検出、収集するデータ収集部
   と、被検体を保持し、前記データ収集部が投影データを
   収集する動作中に被検体を連続的に移動させることがで
   きる寝台と、被検体の断面画像を計算によって算出する
   ことができる画像構成装置とを備え、前記データ収集部
   が投影の方向を変化させながら、投影データを収集する
   動作をしつつ、前記被検体を連続的に移動させることに
   よって走査を行い、走査中に前記データ収集部から得ら
   れた投影データと、走査中に前記寝台から得られた被検
   体の位置データとに基づいて、走査した範囲内の被検体
   の断面画像を前記画像再構成装置によって算出するよう
   に構成されたＣＴ装置において、 走査する範囲を往復ヘリカルスキャンする場合に、より
   短時間に走査し且つ折り返し位置でも投影データを収集
   し得るように、前記データ収集部を継ぎ目なく連続動作
   されながら寝台の位置と投影の方向とを制御する制御部
   を有することを特徴とするＣＴ装置。