JPH0638957A

JPH0638957A - Ｃｔ装置

Info

Publication number: JPH0638957A
Application number: JP5126019A
Authority: JP
Inventors: Chieko Konakawa; 智恵子粉川; Kyojiro Nanbu; 恭二郎南部
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-05-27
Filing date: 1993-05-27
Publication date: 1994-02-15
Anticipated expiration: 2018-05-12
Also published as: JP3405760B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ヘリカルダイナミックスキャンができ、複数
の撮影条件でほぼ同じ時間内に同じ範囲を走査可能であ
り、使用中の管球のバックアップとしても用いることが
でき、単位時間内での走査範囲を拡大し得るＣＴ装置の
提供を目的とする。【構成】同一平面上にない複数の光源、検出器から成
る光学系を有し、当該各光学系をそれぞれ独立又は連動
で動作させ断層像を撮影する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の光源（例えばＸ
線源）及び各Ｘ線源に対応するＸ線検出器を有するＣＴ
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、医用診断装置の開発が進められる
中で、被検体の任意の部位の断層像を撮影するＣＴ装置
が多く用いられるようになってきた。また、昨今では断
層像の撮影の短縮化を図るため、被検体の周囲を螺旋状
にスキャンし、各スライス位置のデータを補間処理によ
り算出してこれを基にスライス画像を再構成するヘリカ
ルスキャン方法が実用に供されている。

【０００３】従来のヘリカルスキャンＣＴ装置は、図９
Ａ，Ｂ，Ｃに示すように１個の管球７１が体軸方向に移
動可能な寝台７５の上の患者（被検体）７０の周りを軌
道７６に沿って連続的に回転し、ビーム７２により螺旋
状の走査を行なっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ヘリカルスキャンＣＴ装置には、（１）管球が一つなので、ある時刻における複数箇所
の走査ができない。（２）一度に一つの走査条件でしか走査できない。（３）光学系の熱容量が一杯になると、冷めるまで待
たなければならない。また、故障したとき代りの光学系
の取替作業に手間取る。（４）造影剤が去らないうちに短時間に走査する必要
があるが、管球が一つしかないので、短時間に走査でき
ない。（５）管球が一つしかないので、一定時間で広い範囲
を走査することができない。という不都合があった。

【０００５】本発明は上記不都合に鑑みてなされたもの
であり、ヘリカルダイナミックスキャンが可能であり、
複数の撮影条件でほぼ同じ時間内に範囲を走査可能であ
り、使用中の管球のバックアップとしても用いることが
でき、単位時間内での走査範囲を拡大し得るＣＴ装置の
提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、同一平面上にない複数の光源と、各光源
に対して設けられた検出器とから成る光学系を有し、当
該各光学系をそれぞれ独立又は連動で動作させ断層画像
を撮影することが特徴である。

【０００７】また、被検体周囲に設定された唯一の螺旋
軌道上に配設された複数の光源と、前記各光源に対して
設けられた複数の検出器と、前記各光源、検出器の対を
同一角速度で回転させ、前記螺旋軌道を複数の光学系に
て走査すべく制御する制御手段と、前記各検出器にて収
集されたデータを基に構成されたＣＴ画像を作成し表示
する手段と、を有することを特徴とする。

【０００８】

【作用】上述の如く構成された本発明では、同一平面上
にない複数の光学系をそれぞれ独立又は連動で動作さ
せ、同一の被検体をスキャンすることが可能となる。従
って、各光学系で同一螺旋軌道上をスキャンし、その差
画像を求めれば、ダイナミックヘリカルスキャンが可能
となる。

【０００９】また、各光学系を用いて同一被検体に対し
異なる方向から同時にスキャノ画像を撮影することがで
き、例えばトップ−ボトム像とライト−レフト像を同時
に得ることが可能となる。更に、同時に異なる部位を、
各部位に応じた走査条件でスキャンすることができるの
で、例えば同一被検体の腹部、胸部を同時に撮影するこ
とができる。

【００１０】また、一個の光学系が故障した場合におい
ても他の光学系にてバックアップが可能であるので、診
断を続行することができる。また、一定の範囲をスキャ
ンする際には各光学系を用いて範囲を分担してスキャン
することができるので、撮影時間の短縮化を図ることが
できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明に係るＸ線ＣＴ装置の概略的な構成
を示すブロック図である。

【００１２】図面に示すＸ線ＣＴ装置は、互いに平行な
間隔で独立又は連動して回転可能な３個の管球（Ｘ線
管）３−１、３−２、３−３と、それぞれの管球に対応
して設けられている３組の検出器４−１、４−２、４−
３と、それぞれの検出器によって検出されたそれぞれの
投影データを収集し処理しやすい形にする３組のデータ
収集部５−１、５−２、５−３と、管球３−１、３−
２、３−３及び検出器４−１、４−２、４−３の回転を
制御する回転制御部７及び管球３−１、３−２、３−３
の間隔を制御する光学系位置制御部８と、を含む架台
（破線の部分）２を有している。

【００１３】Ｘ線ＣＴ装置は、更に、管球３−１、３−
２、３−３の照射するＸ線量を制御するＸ線制御部６
と、寝台１１を駆動する寝台駆動部１０及び寝台駆動部
１０を制御するコントローラ９と、中央制御部（ＣＰ
Ｕ）１２と、中央制御部６にバス（図示せず）を介して
接続するモニター１３、走査条件入力装置としてのキー
ボード１４、内部メモリ１５、収集データや画像データ
を記憶する磁気ディスク１６を有している。

【００１４】中央制御部１２はＸ線制御部６、回転制御
部７、光学系位置制御部８、及びコントローラ９及び画
像再構成装置（図示せず）を制御し、本実施例のＸ線Ｃ
Ｔ装置全体の動作を統轄している。また、Ｘ線制御部６
は中央制御部１２の制御の下に各Ｘ線管（管球）毎のＸ
線の制御を行う。そして、あるＸ線管（例えば、管球３
−１が曝射するＸ線量と他のＸ線管（例えば、管球３−
２）が曝射するＸ線量をそれぞれ異なった量とすること
ができる。

【００１５】回転制御部７は中央制御部１２の制御の下
にそれぞれのＸ線管および／または検出器の回転制御を
行ない、Ｘ線管および検出器の組は回転制御部７により
他のＸ線管および検出器の組とは独立して回転すること
ができるようになっている。光学系位置制御部８は中央
制御部１２の制御の下に各Ｘ線管及び検出器の寝台方向
（患者（被検体）の体軸方向）の動きの制御を行なう。
具体的には、走査開始位置にＸ線管（管球）をセット
し、Ｘ線管３−１、３−２、３−３のうちどのＸ線管を
寝台方向（正の方向、或いは負の方向）にどの程度どの
位の速度で移動するかを制御する。コントローラ９は中
央制御部１２の制御の下に寝台駆動部１０を駆動させ寝
台１を患者の体軸方向に移動させる。

【００１６】図２は図１に示した各制御部の構成を示す
ブロック図であり、中央制御部１２は同図に示す走査条
件リスト１７を参照し、走査条件に基づいて管球単位に
Ｘ線制御部６、回転制御部７、光学系位置制御部８、及
びコントローラ９に命令（信号）を送り、それら各制御
部６、７、８、９の制御を行なうと共にそれら各制御部
６、７、８、９及び検出器４−１、４−２、４−３から
の情報（例えば、回転角、光学系の位置（間隔）、寝台
の位置等及びそれぞれの検出器からＸ線透過量等）を入
力し、各制御部６、７、８、９をフィードバック制御す
る。各制御部６、７、８、９はそのフィードバック制御
に基づいてそれぞれのＸ線源のＸ線発生量、管球及び検
出器の回転及び移動と、寝台の移動制御を行なう。な
お、管球及び検出器の回転及び移動は各管球と対応する
検出器の組毎に回転駆動装置（図示せず）及び移動装置
（図示せず）を有し、回転制御７及び光学系制御部８か
らの駆動信号に基づいてそれぞれ独立又は連動して駆動
される。

【００１７】走査条件リスト１７は通常磁気ディスク１
６に記憶されており、Ｘ線ＣＴ装置１が起動されると磁
気ディスク１６から内部メモリ１５に読み込まれ中央制
御部１２により参照されるが、オペレータは走査条件リ
スト１７の条件をキーボード１４から変更、追加・登
録、削除を行なうことができる。この場合走査条件リス
ト１７は図２に示すような形でモニター１３に表示され
るので、オペレータは簡単に走査条件の入力ができる。
また、走査条件リスト１７は管球別に走査条件を格納
し、管球には予め固有の番号が割当てられておりこの番
号は変更できない。図２の符号１７は走査条件リストの
一例を示しており、１行目には１番目の管球３−１の状
態グラフ（例えば、この管球を使用する・・１；使用し
ない・・２；故障・・３、といった管球の状態を示す
値）、Ｘ線条件（Ｘ線電圧、及び電流）、管球及び検出
器の回転量（角）、管球及び検出器の移動量等の条件
（情報）が格納され、２行目には２番目の管球３−２
の、３行目には３番目の管球３−３の、そしてｎ行目に
はｎ番目の管球３−ｎの状態フラグ、Ｘ線条件（Ｘ線電
圧、及び電流）、管球及び検出器の回転速度、管球及び
検出器の移動量等の条件（情報）が格納される。走査条
件リストによるＸ線発生源、管球、検出器の駆動動作例
として、例えば、中央制御部が走査条件リストから１番
目の管球３−１の走査条件「状態＝１；１２０ＫＶ；５
０ｍＡ；１ｒｐｓ；２ｍｍｐｓ」を読取って、その走査
条件に基づく命令（信号）を各制御部６、７、８に送出
すると、Ｘ線制御部６は管球３−１のＸ線発生源に対す
る供給電圧を１２０ＫＶ，電流を５０ｍＡとしてＸ線発
生量を制御し、回転制御部７は管球３−１及び検出器４
−１の回転速度を１ｒｐｓとするよう管球３−１及び検
出器４−１の回転駆動装置に駆動制御信号を送り、光学
系位置制御部８は管球３−１及び検出器４−１の移動量
を２ｍｍｐｓとするように管球３−１及び検出器４−１
の移動装置（図示せず）に駆動制御信号を送る。

【００１８】本実施例において、Ｘ線ＣＴ装置１は被検
体に対して螺旋状の走査を行ない、データ再構成装置
（図示せず）が、この螺旋状の走査により検出器４−
１、４−２、４−３によって得られたデータの組と寝台
１０の体軸方向の位置データを取込み、取込んだデータ
基づいて補間処理（特開平２−２１１１２９号参照）よ
り任意のスライス位置の補間データの組を求め、この補
間データの組に基づいて画像再構成を行なう。

【００１９】本実施例において管球の走査中にエラーが
生じた場合、例えば、１番目の管球（管球３−１）のＸ
線部にエラーが発生したとすると、管球３−１でエラー
が発生したことをＸ線制御部６が状態ビットから判別し
中央制御部１２に状態（ステイタス）ビットを送出す
る。状態ビットは管球の固有番号及び管球の状態を示す
ビットフラグからなっている。中央制御部１２は状態ビ
ットを調べて、管球３−１の使用禁止コードを回転制御
部７及び光学系位置制御部８に送出する。回転制御部７
及び光学系位置制御部８は管球３−１と検出器４−１の
回転駆動装置及び移動装置に駆動停止信号を送る。中央
制御部１２は管球３−１の全ての動きが止ったことを確
認してから、現在使用されていない他の管球に１番目の
管球３−１の走査条件等を送り、その管球を管球３−１
の代わりに使用する。

【００２０】以下に本実施例の効果について説明する。

【００２１】（イ）ヘリカルダイナミックスキャンが
できる。

【００２２】ヘリカルスキャンは被検体を螺旋状に走査
する方式であり、広い範囲を素早く走査できる。また、
走査した範囲ならどの部分でも画像にできる。一方、ダ
イナミックスキャンは、ある位置を連続して走査するこ
とにより走査位置の経時的変化を観察・撮影することが
できる。そして、本実施例のＣＴ装置によれば、図３
（Ａ）に示すように複数（図では３個）の管球３１ａ〜
３１ｃにより、範囲ｄをヘリカルスキャンすると同図
（Ｂ）に示すように各位置Ｐ₁〜Ｐ₄における画像の経
時的変化を見ることができる。即ち、ヘリカルダイナミ
ックスキャンが可能となる。

【００２３】また、ヘリカルダイナミックスキャンを用
いて差画像を作成し造影剤の経時変化を観察する際に
は、図４に示すように各管球３１ａ〜３１ｃの軌道を等
しくさせる必要がある。これについては、管球３１ａ〜
３１ｃの間隔と被検体の送り速度との関係から容易に設
定が可能である。また、被検体の同一部位を何秒後にス
キャンするかを決めるには、管球３１ａ〜３１ｃの間隔
及び管球３１ａ〜３１ｃの取付角度により決めることが
できる。また、管球３１ａ〜３１ｃの取付角度をずらす
ことにより、図５に示すように管球３１ａ〜３１ｃの間
隔ｈを管球自体の幅よりも狭くすることができる。つま
り、例えば管球の半径が１００［mm］である場合には取
付角度をつけないと管球どうしの間隔は少なくとも２０
０［mm］必要とするが、取付角度をつけるとこの間隔を
０［mm］以上とすることができる。

【００２４】そして、このようなヘリカルダイナミック
スキャンを用いれば、図３（ｃ）に示す如くの３次元画
像で経時的変化に沿ったシネ表示３４ができる。この表
示は例えば脳外科分野で効果的な利用が期待される。

【００２５】（ロ）複数の撮影条件で、ほぼ同じ時間
に同じ範囲をスキャンできる。

【００２６】例えば、図６（Ａ）に示すように２組の光
学系４１、４２で被検体（患者）４０を上方と側面から
同時に走査すれば、図６（Ｂ）に示すようなトップ−ボ
トム（top-bottom）像とライト−レフト（right-left）
像のスキャノグラムを得ることができる。また、ビーム
や光学系の回転速度を光学系毎に変化させた走査をほぼ
同時に同じ範囲で実施できる。そして、これにより造影
剤が流失してしまわないうちに相異なる走査条件で走査
することができる。また、患者スループットか向上し患
者に対する負担が軽減される。そして、条件を変えて走
査したい時や撮影に失敗した時等に走査しなおす手間が
省ける。これは種々の条件で走査することを要する研究
等において特に効果的である。

【００２７】（ハ）同時に複数部位を、部位に応じた
走査条件で撮影することができる。

【００２８】同時に複数部位を、部位に応じた走査条件
で走査できる。これは、例えば、集団検診等の場合に、
より効果的である。この場合、例えば、図７において、
管球５１は胸部を走査し管球５２は腹部を走査すること
ができる。これら走査は同時にしかも走査条件をそれぞ
れ部位に応じた条件にセットして走査できるので的確な
診断ができ、Ｘ線の被曝も必要最小限に抑えることがで
き、しかも一人当りの走査時間が短くて済む。

【００２９】（ニ）使用中の管球が使えなくなった時
でも他の管球に切換えることができる。

【００３０】従来の装置のダウンタイムの主要因は管球
の故障である。しかし、この実施例では管球が複数個あ
るので、管球の容量が一杯になった時や管球が故障した
時等に使用してしない管球を予備として用いることがで
きる。このため、すべての管球を同時に使用する必要の
ある検査はできなくなるものの、残った管球を用いて検
査を続行できる。従って、管球の故障によるダウンタイ
ムがなく、緊急の検査に常時対応することができる。

【００３１】（ホ）一定の範囲を従来より短時間で走
査できる。

【００３２】図８（Ａ）は１個の管球で螺旋状走査を行
なう従来のヘリカルスキャンを示し、この場合の１回の
走査時間をｔとする。一方、図８（Ｂ）は本発明による
２個の管球で同じ部位を走査する場合を示し、この場合
の１回の走査時間は１／２ｔとなる。このように本発明
によりｎ個の光学系で走査する場合、従来の１／ｎの時
間で撮影が可能である。このことは造影剤を注入した時
等のように短時間内に走査しなければならない時により
効果的である。

【００３３】（ヘ）空間分解能を向上させることがで
きる。

【００３４】ある一定の時間内で同範囲を撮影する場
合、複数の光学系で撮影するので走査が密にでき体軸に
沿った方向の空間分解能を向上させることができる。

【００３５】（ト）デュアルエナジースキャンを行な
うことができる。

【００３６】２つ以上の管球で相異なるＸ線のエネルギ
ーを使用させれば、容易にデュアルエナジースキャンが
可能となる。

【００３７】即ち、同一の部位を２種類以上のＸ線エネ
ルギーで撮影することによって、それぞれのエネルギー
ごとの画像が得られる。これらの画像を用いて電子分布
密度、コンプトン散乱の程度、光電効果を表わす画像を
計算によって求めることができる。これらは被写体の元
素組成を推定する上で有用な情報となる。元素ごとにコ
ンプトン散乱の強度と光電効果の強度の比が異なるた
め、この２つの散乱効果及び物質の密度によってＸ線吸
収が決まるのである。

【００３８】なお、本実施例は上記実施例に限定される
ものではなく、例えば図１０（Ａ）に示すように複数
（図では３個）のガントリ６５〜６７を並設して走査を
行なっても良い。このような構成では、各Ｘ線管の間隔
をある程度以下に狭くすることはできないが、図１０
（Ｂ）に示すように、各ガントリ６５〜６７をチルトさ
せることができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
同一平面上にない複数のＸ線管を有し、これらを独立又
は連動で動作させることができるので、ヘリカルダイナ
ミックスキャンが可能となり、また、複数の撮影条件で
スキャノグラム像を得ることができる。更に、同時に他
部位を部位に応じた走査条件で撮影することができるよ
うになり、また、１つの管球が故障した場合には他の管
球でバックアップすることが可能となる。

【００４０】また、一定範囲を従来よりも短時間で走査
することができ、かつ、デュアルエナジースキャンが可
能になるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくＣＴ装置の一実施例であるＸ線
ＣＴ装置の概念図。

【図２】図１の実施例における制御部の構成図及び走査
条件リストの一例を示す。

【図３】部分図Ａはヘリカルダイナミックスキャンの一
例を示し、部分図Ｂはヘリカルダイナミックスキャンに
より経時的に撮影された複数の頭部画像を示し、部分図
Ｃはヘリカルダイナミックスキャンによる３次元画像で
経時変化に沿ったシネ表示の例を示す。

【図４】管球をヘリカルスキャンの螺旋軌道に合わせた
例を示す。

【図５】各管球の取付角度をずらした例を示す。

【図６】部分図Ａは複数の撮影条件で、ほぼ同じ時間に
同じ範囲をスキャンした例を示し、部分図Ｂは結果とし
て得られた像を示す。

【図７】同時に他部位を、部位に応じた走査条件で走査
した例を示す。

【図８】部分図Ａは１個の管球で螺旋状走査を行なう状
来のヘリカルスキャンを示し、部分図Ｂは本発明による
２個の管球で同じ部位を走査する場合を示す。

【図９】部分図Ａは従来のヘリカルスキャンＣＴ装置に
よる走査の例を示す斜視図であり、部分図Ｂは側面図で
あり、部分図Ｃは架台から見通した図である。

【図１０】複数のガントリを用いて撮影する例を示す。

【符号の説明】

１Ｘ線ＣＴ装置（ＣＴ装置）２架台３−１、３−２、３−３管球４−１、４−２、４−３検出器１１寝台１０寝台駆動部１２制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一平面上にない複数の光源と、各光源
に対して設けられた複数の検出器とから成る光学系を有
し、当該各光学系をそれぞれ独立又は連動で動作させ断
層画像を撮影することを特徴とするＣＴ装置。
【請求項２】被検体周囲に設定された唯一の螺旋軌道
上に配設された複数の光源と、前記各光源に対して設けられた複数の検出器と、前記各光源、検出器の対を同一角速度で回転させ、前記
螺旋軌道を複数の光学系にて走査すべく制御する制御手
段と、前記各検出器にて収集されたデータを基に構成されたＣ
Ｔ画像を作成し表示する手段と、を有することを特徴とするＣＴ装置。