JPH0628661B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は最小の被曝線量で被検体の所望時刻のＣＴ（コ
ンピューテッドトモグラフィ）画像を得ることができる
Ｘ線ＣＴ装置に関するものである。

〔発明の技術的背景〕

Ｘ線ＣＴ装置による医療診断において、造影剤等を被検
体に注入後定められた時間にスキャンを行ない被検体内
の血流等による同一部位のＣＴ値の時間変化を観察する
ことは例えば被検体の局所的血流異常を発見することに
極めて有効な診断手法であり、このために行なうスキャ
ン手法をダイナミックスキャンという。この場合に、一
般的にはいつ、どの位の時間間隔で何回スキャンを実施
するかといったことはダイナミックスキャンを実施する
前に計画される。このような計画をダイナミックスキャ
ンプランという。

ところで従来におけるＸ線ＣＴ装置において、スリップ
リングを保有しない装置ではＸ線管に高電圧を加える回
路にケーブルを用いていたため、この装置によるスキャ
ンでは任意連続回転を行なうことができず、またＸ線管
の回転駆動は単一方向のみならず正逆両方向に回転駆動
する必要があるため、そのＸ線管の回転，停止，逆転動
作がダイナミックスキャン中にも生じる場合があり、こ
のためオペレータが所望の時刻からデータ収集を開始す
ることは不可能であった。

近年、Ｘ線管が被検体の囲りを回転しＸ線管へのエネル
ギー供給をスリップリングを介して行なわれるようにし
た装置や、Ｘ線管自体は固定されているが電子的走査に
よりＸ線ビームが被検体のまわりを回転する装置が開発
され、任意時間，任意位置からデータ収集を開始した
り、任意時間経過後のデータ収集が可能となってきてい
る。

また、連続的に行なわれる複数回転のスキャンにまたが
って収集されたデータから必要部分のデータを切り出し
これを、電子回路で処理して再構成画像を得ることも行
なわれている。

〔背景技術の問題点〕

このようなＸ線ＣＴ装置でダイナミックスキャンを行な
おうとする場合、オペレータはキーボード等の入力手段
からスキャン開始時刻をこの装置に入力し、この装置に
備えたコンピュータを含むデータ処理手段によりその時
刻でのスキャンが可能か否かの判定を行なっていた。

本来、オペレータは任意に指定した時刻での再構成画像
を得て、その画像に表われる造影効果を観察したいにも
かかわらず、従来装置においては装置上の制約のため目
的とする時刻を含むようにスキャン開始時刻を指定しな
ければならず、そのための操作が極めて煩雑であるとい
う問題があった。

さらに、データ収集の目的とすべき時刻が複数ある場合
に、それらの時刻に対応するスキャン時刻がＸ線管等の
回転，停止又は逆転時間中に含まれる場合もあり、この
ような場合には実質的にデータ収集を行なうことができ
ないという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、再構成
すべき画像データの中心となる時間を予め指定しこれを
基に必要とするデータ収集時間を求めるというダイナミ
ックスキャンプランをたてることにより、被検体に対し
て最小の被曝線量で最適な造影効果を有する所望時刻の
再構成画像を得ることができるＸ線ＣＴ装置を提供する
ことを目的とするものである。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するための本発明の概要は、被検体の所
定部位において経時的にスキャンを行うことにより得ら
れるＸ線透過データに基づき断層像を得、被検体に注入
された造影剤によるＣＴ値の時間変化を観察するダイナ
ミックスキャン方式のＸ線ＣＴ装置において、再構成す
べき画像データの時刻を任意に設定する時刻設定手段
と、この時刻設定手段にて設定された時刻を中心とする
Ｘ線透過データ収集開始時刻及びＸ線透過データ収集開
始時刻からなるデータ収集範囲の情報を求めるデータ収
集範囲演算手段と、このデータ収集範囲演算手段により
求められたデータ収集範囲の情報に基づいてＸ線透過デ
ータの収集を行うよう制御するデータ収集制御手段とを
具備したことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図に示す実施例装置の構成を以下に説明する。

Ｘ線管１は被検体２に向けて扇状のＸ線ビーム４を照射
しながら回転する。Ｘ線管１の軌道の外側にはＸ線管の
回転中心と同心となす検出器リング３が固定配置してあ
る。検出器リング３は多数のＸ線検出素子を等間隔に配
列している。被検体２を透過したＸ線ビームは検出器リ
ング３のＸ線管１と対向する部分に入射し、その強度に
応じた電気信号に変換され、データ収集部（以下、DAS
と略す。）５に供給される。

一方、Ｘ線管１の回転中心と同心円状に図示しないグラ
ティキュールが配置されている。このグラティキュール
は透明部分及び不透明部分が交互に配列されており、そ
の数は検出器素子数の例えば２倍である。そしてＸ線管
１と同期して働くフォトセンサ（図示せず）によってグ
ラティキュールは電気的パルスに変換される。（以下、
グラティキュールとフォトセンサとをグラティキュール
センサと称する。）この、電気的パルスは回転制御部７
に供給される。回転制御部７はグラティキュールセンサ
からのパルスによりＸ線管１の回転制御を行うとともに
このパルスをＤＡＳ５に供給する。

ＤＡＳ５はグラティキュールセンサからのパルスに同期
して、すなわちＸ線管１の回転に同期して検出器リング
３から供給される電気信号をサンプリングし、デジタル
信号に変換して、ソータ６に供給する。ソータ６は連続
する複数の投影データより、ある検出素子から拡がる扇
状ビーム（以下デテクタファンと称す。）に並び換え、
補間部８に供給する。補間部８はＸ線管１の回転中心に
対して均等間隔に拡がっているデテクタファンデータを
検出素子からみて均等間隔に拡がるように補間する。メ
モリ部９はこれらＤＡＳ５、ソータ６及び補間部８と接
続され、これらを補助する。補間部８からのデテクタフ
ァンデータはコンボルバ１０に供給される。コンボルバ
１０はデテクタファンデータをバックプロジェクトした
ときに画像にボケが生じないようにコンボリューション
演算を行い、バックプロジェクタ１１に供給する。バッ
クプロジェクタ１１は被検体２の断面の座標と対応した
メモリ空間を有するイメージメモリにてコンボリューシ
ョン演算されたデテクタファンデータをバックプロジェ
クトする。そしてこのコンボリューションバックプロジ
ェクトを次々に供給されたデテクタファンデータに対し
て実行しイメージメモリ上に重畳して被検体２の断層面
を再構成し、ＣＲＴ１３に表示するようになっている。

前記回転制御部７には、スキャンプラン作成処理部１４
が接続され、このスキャンプラン作成処理部１４はキー
ボード等の入力手段１５により指定される時刻に基づ
き、第２図に示すフローチャートで示すようなダイナミ
ックスキャンプランを実行するようになっている。

次に上記構成の装置の作用を、第３図に示すダイナミッ
クスキャンプランの実行手順及びこの装置各部の動作タ
イミングを示す説明図をも参照して説明する。

オペレータは入力手段１５を操作してダイナミックスキ
ャンプランを開始しステップ１として必要とする時刻ｔ
_s1，ｔ_s2，ｔ_s3，…を入力する。

スキャンプラン作成処理部１４は、ステップ２としてこ
れらの指定時刻ｔ_s1，ｔ_s2，ｔ_s3，…をそれぞれ中心と
するデータ収集開始時刻ｔ_ss1，ｔ_ss2，ｔ_ss3，…、デ
ータ収集終了時刻ｔ_es1，ｔ_es2，ｔ_es3，…をデータ収
集時刻として設定する。但し、ｔ_ss1＝ｔ_s1−1/2α，ｔ
_ss2＝ｔ_s2−1/2α，ｔ_ss3＝ｔ_s3−1/2α，ｔ_es1＝ｔ_s1
＋1/2α，ｔ_es2＝ｔ_s2＋1/2α，ｔ_es3＝ｔ_s3＋1/2αで
あり、αは任意に設定可能な時間幅である。

次に、スキャンプラン作成処理部１４は第３ステップと
してある指定時刻ｔ_ｉ（ｔ_s1，ｔ_s2，ｔ_s3，…）、にお
けるデータ収集終了時刻ｔ_esi（ｔ_es1，ｔ_es2，ｔ_es3，
…）と、次の指定時刻ｔ_i+1（ｔ_s2，ｔ_s3，…）におけ
るデータ収集開始時刻ｔ_ss(i+1)（ｔ_ss2，ｔ_ss3，…）
とを比較し、データ収集終了時刻ｔ_esiが時間軸上デー
タ収集開始時刻ｔ_ss(i+1)よりも遅い時刻であればこの
データ収集終了時刻ｔ_esi及びデータ収集開始時刻ｔ
_ss(i+1)を削除するとともにデータ収集開始時刻ｔ_ssiか
らデータ収集終了時刻ｔ_es(i+1)までをこのときの実際
のデータ収集時刻とし次のステップに移る。

一方、データ収集終了時刻ｔ_esiが時間軸上データ収集
開始時刻ｔ_ss(i+1)よりも早い時刻である場合には、両
者の時間軸上の差を判別し、データ収集開始時刻ｔ
_ss(i+1)とデータ収集終了時刻ｔ_esiとの差が十分に大き
いか否かを判別する。

そして、上述した両者の差が十分に大きい場合にはガン
トリ回転スピードダウンをプログラムする。一方上述し
た両者の差があまり大きくない場合には、ガントリ回転
スピード低下を禁止するプログラムが組まれる。

次にスキャンプラン作成処理部１４は、全スキャンプラ
ン実行時におけるＸ線管１の熱負荷をシュミレートし、
その結果が良好であれば上述したようなステップ３で組
んだプログラムをステップ５としてＣＲＴ１３又は別に
備えた表示手段（図示せず）上に表示するとともにこの
スキャンプラン作成処理部１４に内装したメモリに登録
する。

一方、Ｘ線管１の熱負荷をシュミレートした結果が不良
と判別された場合には、再プランを要求するメッセージ
をＣＲＴ１３又は別に備えた表示手段上に表示する。

このようにしてスキャンプラン作成処理部１４において
ダイナミックスキャンプランが作成され、回転制御部７
はオペレータによるプラン実行指示によりこのダイナミ
ックスキャンプランに基くスキャンプラン作成処理部１
４からの信号を受けてＸ線管１及び検出器リング３を含
むガントリの始動，高速定常回転，回転スピードの制御
及び停止動作を制御しつつステップ６としてのダイナミ
ックスキャンプランを実行する。

尚、上述したダイナミックスキャンプランにおいて決定
されたデータ収集時間（ｔ_ss1〜ｔ_es1，ｔ_ss2〜ｔ_es2，
ｔ_ss3〜ｔ_es3，…）に基き、それぞれのデータ収集時間
における被曝線量を計算で求め、これらの被曝線量及び
これらの被曝線量の和である合計被曝線量を表示しかつ
メモリへ登録することも合わせて実行される。

ダイナミックスキャンプランの実行により被検体２に対
するダイナミックスキャンが実施され、検出器リング３
から送出される電気信号はＤＡＳ５によりサンプリング
され以後ソータ６，補間部８，コンボルバ１０，バック
プロジェクタ１１及びイメージメモリ１２を経由する一
連の処理によりＣＲＴ１３上に再構成画像として表示さ
れる。

この場合に、第３図に示すように指定時刻ｔ_s1を中心と
するデータ収集終了時刻ｔ_es1が指定時刻ｔ_s2を中心と
するデータ収集開始時刻ｔ_ss2よりも遅いときには、上
述したダイナミックスキャンプランに基く収集データと
してデータ収集開始時刻ｔ_ss1からデータ収集終了時刻
ｔ_es2までの収集データが得られるが、この収集データ
に対しデータ収集開始時刻ｔ_ss1〜データ収集終了時刻
ｔ_es1及びデータ収集開始時刻ｔ_ss2〜データ収集終了時
刻ｔ_es2による切り出し処理を行ない、指定時刻ｔ
_s1 ，ｔ_s2をそれぞれ中心とする再構成画像を得る。

本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨の範囲内で種々の変形が可能であることはいうま
でもない。

例えば、ダイナミックスタディ等による造影剤を用いて
のダイナミックスキャンにおいては、造影剤の血流によ
るＣＴ値の時間変化のうちピーク値，ピーク到達時間が
重要な診断パラメータとなることが多く、かつ、標準的
ピーク到達時間は部位，造影剤等により事前に判明して
いることが多いことから、このような場合、その時刻又
はその時刻を中心とするある幅をもった値をデータ収集
時刻として入力しておけばピーク時の断層像をより確実
に得ることができる。

また、上述した実施例では指定時刻ｔ_s1，ｔ_s2，ｔ_s3，
…を１個づつ指定する場合について説明したが、これら
に限らずある時刻ｔから時間間隔τでｘ枚分というよう
に指定してもよいし、ある時刻ｔ_１からある時刻ｔ_２ま
でというように指定することもできる。このような場合
にはスキャンプラン作成処理部において自動的に時間間
隔が設定されることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明によれば、スキャンプラン作成処理
部において作成したダイナミックスキャンプランに基い
てこの装置のダイナミックスキャン及びデータ収集制御
を行なうようにしたものであるから、被検体に無駄なＸ
線曝射を行なうことなく必要最小限の被爆線量で最適な
造影効果を有する所望時刻の再構成画像を得ることがで
きるＸ線ＣＴ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は同
装置のプラン作成処理部により作成されるダイナミック
スキャンプラン及びこのダイナミックスキャンプランに
より実行されるダイナミックスキャンの手順を示すフロ
ーチャート、第３図は同装置によるダイナミックスキャ
ンプランの実行手順及び収集データの処理手順を示すタ
イミングチャートである。 １……Ｘ線管、２……被検体、３……検出器リング、５
……ＤＡＳ（データ収集部）、６……ソータ、７……回
転制御部、８……補間部、９……メモリ部、１０……コ
ンボルバ、１１……バックプロジェクタ、１２……イメ
ージメモリ、１３……ＣＲＴ、１４……プラン作成処理
部、１５……入力手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体の所定部位において経時的にスキャ
   ンを行うことにより得られるＸ線透過データに基づき断
   層像を得、被検体に注入された造影剤によるＣＴ値の時
   間変化を観察するダイナミックスキャン方式のＸ線ＣＴ
   装置において、再構成すべき画像データの時刻を任意に
   設定する時刻設定手段と、この時刻設定手段にて設定さ
   れた時刻を中心とするＸ線透過データ収集開始時刻及び
   Ｘ線透過データ収集開始時刻からなるデータ収集範囲の
   情報を求めるデータ収集範囲演算手段と、このデータ収
   集範囲演算手段により求められたデータ収集範囲の情報
   に基づいてＸ線透過データの収集を行うよう制御するデ
   ータ収集制御手段とを具備したことを特徴とするＸ線Ｃ
   Ｔ装置。