JPH07148155A - コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は被曝量を最低限に抑えつつ撮影条件の
最適値を実際の再構成画像に基づいて決定することがで
きるＣＴ装置を目的とする。 【構成】一定の低いｍＡｓで同一スライスを何回もスキ
ャンし、各回で得られた再構成画像をそのまま表示する
のではなく、前の画像に順次重ね合わせたスタック画像
を表示する。すなわち、スタック画像は１回目のスキャ
ンからの合計のｍＡｓで撮影された画像と等価である。
そして、連続的に何回もスキャンしスタック画像が順次
更新されていく途中で所望の画質が得られたら、スキャ
ンを中止し、それまでのｍＡｓの合計を撮影条件として
設定し、以降のスライスの撮影を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンピュータ断層撮影装
置（以下、単にＣＴ装置と略称する）に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＴ装置により撮影された断層像
をそのまま表示するのではなく、造影剤を用いて血管造
影するアンギオグラフィ撮影が行なわれている。この血
管造影像の表示の一例としてサブトラクションシネ表示
がある。この表示のためには、同一スライスを何回も連
続スキャンし、再構成を行ないながら、造影剤を注入
し、メモリに記憶しておいた造影前のマスク画像との差
分をとり、差分像を連続して表示することにより、血管
の走行、血流等を観察できる。しかし、単一スライスの
差分画像しか観察できないので、造影剤の動きは観察
（追尾）できない欠点がある。

【０００３】一方、複数スライスについての差分画像を
得ようとすると、スキャンするスライスの順番、スキャ
ンのタイミングを造影剤の進行速度を考慮して予めプロ
グラムしておく必要がある。しかし、造影剤の速度を正
確に予測することは不可能であり、予めプログラムした
通りにスキャンを行なっても所望の差分画像が得られな
いことがあった。また、従来のアンギオグラフィ撮影は
リアルタイムで再構成ができず、複数スライスの差分画
像を連続して表示しても造影剤の動きをリアルタイムで
観察することができなかった。

【０００４】また、従来、ＣＴ装置で脊椎等を診断する
場合、連続した複数スライスを連続的に表示することが
行なわれている。ここで、人間の脊椎は側面からみて湾
曲しているので、撮影位置を固定したまま撮影し複数ス
ライスの断層像を連続的に表示すると、脊椎が上下に変
動して診断しにくい。そのため、ターゲットトラッキン
グ手法が採用されている。これは、予め患者の側方から
見たスキャノグラムを撮影しておいて、スキャノグラム
上で各スライス毎に関心領域（脊椎等）を予め指定して
おく。そして、スキャン後、各スライスの再構成時に関
心領域が常に画面の中央に位置するように拡大率を変え
て表示する。

【０００５】しかし、従来のターゲットトラッキング法
では、一旦関心領域を設定した後は患者の位置がずれて
も関心領域の指定位置を修正できなかった。そのため、
正しくターゲットトラッキングを行なうことができない
場合があった。さらに、予めスキャノグラム上で各スラ
イス毎に関心領域を設定することは大変な作業であっ
た。

【０００６】さらに、管電流等のＸ線量に関する撮影条
件は撮影部位に応じて決まっている。しかし、患者の頭
骨の厚み、硬さ等により最適条件は個人差があるため、
予め決められている撮影条件では十分な画質の再構成画
像が得られない場合がある。従来は、得られた再構成画
像の画質が悪い場合、良好な画質の画像を得るために管
電流値、あるいはスキャン時間を増加してＸ線量を増加
して再度スキャンし、再構成画像を再度求めている。し
かし、患者への被曝量の制限から再度のスキャンを行な
うことができない場合は、悪い画質のまま診断すること
もあった。この場合は、患者への被曝量は増えないが、
診断の精度が十分確保できない欠点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に対処すべくなされたもので、その目的は被検体を連続
してスキャンして連続して再構成を行なうＣＴ装置にお
いて、連続して差分画像を得ることができるＣＴ装置を
提供することである。

【０００８】本発明の他の目的はスライス位置が変化し
ても関心領域を同じ倍率で常に画面の中央に表示でき、
正しくターゲットトラッキングを行なうことができるＣ
Ｔ装置を提供することである。

【０００９】本発明の別の目的は表示された再構成画像
の画質から撮影条件の最適値を決めるＣＴ装置におい
て、撮影条件を決めるための被検体への曝射量を最小限
に抑えることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による被検体を放
射線で連続的にスキャンしながら連続的に再構成画像を
得るＣＴ装置は、所定のスライスの断層像を基準画像と
して記憶する手段と、被検体に造影剤を注入後連続的に
得られた再構成画像を撮影したスライスと同じスライス
の基準画像との差分画像を求め、差分画像を連続的に得
る手段とを具備することを特徴とする。

【００１１】本発明による他のＣＴ装置は、所定のスラ
イスの再構成画像において関心領域を指定する手段と、
所定のスライス以外の複数のスライスについて関心領域
のみの再構成画像を所定の倍率で拡大し所定の位置に連
続的に表示する手段とを具備することを特徴とする。

【００１２】本発明による別のＣＴ装置は特定のスライ
スを一定の撮影条件で複数回撮影する手段と、各回の撮
影により得られた断層像を累積して表示する手段とを具
備し、表示された断層像に基づいて撮影条件の最適値を
決め、前記撮影手段は最適値が決まるまで撮影を繰返す
ことを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明によるＣＴ装置によれば、連続的にスキ
ャンしながらスキャン中に連続的に再構成画像の差分像
を得ることができ、造影剤の動き等を観察できる。ま
た、本発明による他のＣＴ装置によれば、連続してスキ
ャンされる複数のスライスにおいて、予め各スライスの
関心領域を設定することなく、関心領域のみの再構成画
像を常に同じ位置に同じ大きさで表示するターゲットト
ラッキングを正しく行なうことができる。

【００１４】さらに、本発明による別のＣＴ装置によれ
ば、実際には曝射量を順次増加することなく、実質的に
増加された曝射量での断層像を表示することができ、最
適な撮影条件を求めるための曝射量を最小限に抑えるこ
とができる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明によるＣＴ装置
の第１実施例を説明する。図１は本発明によるＣＴ装置
の概略構成を示すブロック図である。回転するＸ線管１
０から放射され図示せぬ被検体を透過したＸ線ファンビ
ームが検出器１４で検出され、データ収集システム（Ｄ
ＡＳ）１６に入力され、種々の補正等が行なわれ、投影
データが得られる。投影データは再構成演算部１８に送
られ、コンボリューション、バックプロジェクション等
の再構成演算が行なわれる。再構成演算部１８により再
構成されたＣＴ画像は表示部２０において表示されると
ともに、記憶装置２２に記憶される。データ収集システ
ム１６、再構成演算部１８、表示部２０、記憶装置２２
はバスライン２４を介して互いに接続される。バスライ
ン２４には操作者が種々の指示を入力するコンソール２
６、Ｘ線管１０からのＸ線ビームの曝射を制御するＸ線
コントローラ２８も接続される。

【００１６】第１実施例の動作を説明する。図２は１ス
ライスについての差分画像を連続的に再構成し、サブト
ラクションシネ表示する場合の動作を示す。造影剤を注
入する前に所定の１スライスをスキャンし、再構成画像
を基準画像として記憶装置２２に記憶しておく。造影剤
の注入後、当該スライスを連続してスキャンし、造影画
像を再構成する。本実施例では１回のスキャンは約１
秒、再構成は１枚当り１秒以下で行なわれる。そのた
め、連続的にスキャンした場合、スキャンから一定時間
後に連続的に再構成画像が得られる。この造影画像と基
準画像との差分画像を求めることにより、ほぼリアルタ
イムで当該スライスの差分画像を連続的に表示でき、時
間の経過に伴う１スライスの差分画像の変化を画面上で
確認することができる。なお、差分画像のみを連続表示
するのではなく、基準画像と並べて、あるいは差分画像
の輝度、色を変える等して基準画像と重ねて表示し、基
準画像（原画像）と差分画像とを同時に表示してもよ
い。また、基準画像は必ずしも造影前の画像でなくても
よく、スキャン毎に基準画像を順次更新し、直前のスキ
ャンで撮影した画像を基準画像としてもよい。

【００１７】以上の説明は単一スライスを連続スキャン
した場合であるが、次に図３を参照して、複数スライス
についての差分画像を連続的に再構成する場合の動作を
説明する。この場合は、造影剤を注入する前に複数スラ
イスをスキャンし、複数の再構成画像を基準画像として
スライス位置とともに記憶装置２２に記憶しておく。造
影剤の注入後、スキャンするスライスを指定する。指定
されたスライスのスキャン後、ほぼリアルタイムで断層
像を再構成し、再構成画像と指定されたスライスの基準
画像との差分画像を求める。そして、スキャンするスラ
イスを適宜変更することにより、当該スライスの基準画
像が記憶されている限りは、任意のスライスの差分画像
をリアルタイムで表示することができる。このため、造
影剤の動きを追尾することができる。この場合も、差分
画像を基準画像と並べて、あるいは輝度、色を変える等
して基準画像と重ねて表示してもよい。

【００１８】以上説明したように第１実施例によれば、
所定のスライスの断層像を基準画像として記憶しておい
て、造影剤を注入後に連続的にスキャンしながら連続的
に得た再構成画像（造影画像）と基準画像との差分画像
を求め、差分画像を連続的に表示することにより、造影
剤の動きをほぼリアルタイムで表示することができる。
また、同一断面で連続的にスキャンを行なうことにより
同一スライスの差分画像の変化具合いをほぼリアルタイ
ムで観察することができる。

【００１９】次に、リアルタイムターゲットトラッキン
グを行なう第２実施例を説明する。第２実施例の構成は
図１に示した第１実施例と同一であるので、説明は省略
する。なお、ここでは脊椎の撮影を例に説明する。先
ず、ＣＴスキャンの前にＸ線管を患者の側方に固定して
側方からＸ線ファンビームを照射してスキャノグラムを
撮影する。このスキャノグラムから脊椎のみを抽出し、
脊椎の形状を示す脊椎ラインを認識する。図５は脊椎ラ
イン特性の一例であり、体軸方向の各スライス位置毎の
脊椎位置を示す。脊椎の断層像は脊椎に垂直なスライス
で撮影する必要があるので、各スライス位置毎に脊椎に
垂直な断面と鉛直面との傾き（チルト角）θを求める。

【００２０】この後、所定の１スライスをスキャンし、
再構成画像を表示部２０の画面の隅（例えば右上角）に
参照画像としてはめこみ表示する（図４参照）。この
時、ＣＴ装置のガントリはスライス面をチルト角だけ傾
けて、脊椎に垂直な断層像が得られるようにする。この
参照画像はＣＴ装置の視野全体のフルサイズ画像であ
る。なお、参照画像は再構成画像の表示用の表示部２０
の画面にはめ込み表示する代わりに、別途設けた専用の
表示部で表示してもよい。参照画像中に円形のＲＯＩカ
ーソルを用いて関心領域（ＲＯＩ）を設定する。ＲＯＩ
カーソルの大きさ、中心位置を調整することにより観察
したい脊椎の部分をＲＯＩとして指定する。ＲＯＩカー
ソルで指定された領域が拡大されて画面全体に表示され
る。

【００２１】次に、隣接スライスをスキャンする際、脊
椎ラインから当該スライスの脊椎の位置がわかる。その
ため、隣接スライスの再構成は視野全体について行なう
のではなく、脊椎位置を中心とし先に指定されたＲＯＩ
の大きさに応じた範囲のみについて行なう。このＲＯＩ
の部分のみの再構成像を画面全体に拡大して表示するこ
とにより、ＲＯＩを常に画面の同じ位置に同じ倍率で表
示することができる。以下、スライスを順次移動してい
くことにより、ターゲットトラッキングが行なえる。な
お、参照画像（ＣＴ装置の視野全体のフルサイズ画像）
は２枚目以降のスライスについては必ずしも必要ではな
いが、表示しておくことにより、ＲＯＩがずれた場合、
ＲＯＩの再設定をすることができ、リアルタイムで修正
することができる。あるいは、各スライスについて先ず
参照画像を表示しておいて、各スライス毎に一定の大き
さのＲＯＩカーソルを用いて関心領域を指定してもよ
い。

【００２２】なお、上の説明では２枚目以降のスライス
では予め求めておいた脊椎ライン特性に基づいてＲＯＩ
を認識したが、骨のＣＴ値の閾値処理等により各スライ
スで脊椎を自動抽出し、自動的にＲＯＩを認識してもよ
い。この場合は予めスキャノグラムを撮影する必要がな
い。

【００２３】以上説明したように第２実施例によれば、
複数スライスを連続してスキャンし再構成画像を連続し
て表示する際に、最初のスライスに関してのみＲＯＩを
設定すれば２枚目以降のスライスのＲＯＩを設定しなく
ても自動的にＲＯＩのみを拡大して画面全体にその中心
位置が変動しないように表示され、正しくターゲットト
ラッキングが行なえる。また、ほぼリアルタイムで再構
成像が表示されるので、ＲＯＩ設定がずれてしまった場
合でも修正することができる。

【００２４】次に、同一スライスで連続スキャンを行な
いながら最適撮影条件を決める第３実施例を説明する。
第３実施例の構成も図１に示した第１実施例と同一であ
るので、説明は省略する。ここでは、撮影条件としては
ｍＡｓ（管電流×曝射時間）を例にとり説明するが、単
に管電流ｍＡ、あるいはＸ線管の１回転に要する時間ｓ
ｅｃでもよい。第３実施例は種々のｍＡｓで実際に撮影
を行ない、再構成画像を表示し画質を確認してから撮影
条件を求めるが、患者への被曝量を最低限に抑えること
を特徴とする。

【００２５】図６は第３実施例の動作を示すフローチャ
ートである。ステップ＃１２で撮影条件設定のためのス
ライスを指定する。このスライスは複数のスライスを連
続して撮影する場合の１枚目のスライスでもよい。ステ
ップ＃１４で１スキャン（Ｘ線管の１回転）の曝射条件
として低ｍＡｓ（例えば、５０ｍＡｓ）を設定し、指定
スライスを１回スキャンする。ステップ＃１６で再構成
する。ステップ＃１６は、１回目のスキャン時は通常の
再構成を行なうが、２回目のスキャン時からは各回の再
構成画像を以前のスキャン時の再構成画像に重ね合わ
せ、スタック画像を求める。これにより、各回の撮影条
件はそれぞれ５０ｍＡｓであるが、これが重ね合わせら
れるので、ｎ回目のスキャン後に得られたスタック画像
はｎ×５０ｍＡｓの撮影条件でスキャンされた画像と同
じとなる。そのため、ステップ＃１８でスタック画像を
表示すれば、図７に示すように、スキャン回数を重ねる
毎に徐々にノイズが減っていき画質が向上する。

【００２６】ステップ＃２０で撮影者はこの表示スタッ
ク画像に基づいて画質が十分良好となったか否かを判断
する。良好となったと判断された場合は、コンソール２
６から撮影条件が確定した旨の指示信号を入力し、ステ
ップ＃２２に進む。ステップ＃２０で指示信号が入力さ
れない場合は、ステップ＃１４に戻り、次回のスキャン
が引続き行なわれる。ステップ＃２２では、条件設定の
ためにスキャンした回数ｎに基づいてｎ×５０ｍＡｓを
本スキャンのための撮影条件として設定し、ステップ＃
２４でこの設定された撮影条件で必要なスライスを順次
連続的に撮影する。

【００２７】以上説明したように第３実施例によれば、
低ｍＡｓで同一スライスを何回も連続してスキャンし、
再構成画像を順次重ね合わせることにより、撮影条件が
適切でない場合も、ｍＡｓを増加して再びスキャンを行
なう必要がなく、患者への被曝量を最低限に抑えること
ができる。なお、再構成画像を重ね合わせる代わりに各
回のスキャンで得られた投影データを足し合わせて累積
データを再構成しても同様の効果が得られる。

【００２８】本発明は上述した実施例に限定されず、種
々変形して実施可能である。例えば、上述の説明では、
スキャン方式については詳しく説明しなかったが、Ｘ線
管を連続回転させながら寝台天板を連続移動させ広いス
キャン範囲を短時間にスキャンするヘリカルスキャン方
式でもよいし、寝台天板を停止しておいてＸ線管を連続
回転し１スライスの断層像を連続的に撮影する固定位置
スキャン方式でもよい。また、ＣＴ装置の種類もいわゆ
る第３世代に限らず、第４、第５世代でもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、連
続的にスキャンしながらスキャン中に連続的に再構成画
像の差分像を得ることができ、造影剤の動き等を観察で
きるＣＴ装置が提供できる。

【００３０】また、本発明による他のＣＴ装置によれ
ば、連続してスキャンされる複数のスライスにおいて、
予め各スライスの関心領域を設定することなく、関心領
域のみの再構成画像を常に同じ位置に同じ大きさで表示
するターゲットトラッキングを正しく行なうことができ
る。

【００３１】さらに、本発明による別のＣＴ装置によれ
ば、実際には曝射量を順次増加することなく、実質的に
増加された曝射量での断層像を表示することができ、最
適な撮影条件を求めるための曝射量を最小限に抑えるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＣＴ装置の第１実施例の構成を示
すブロック図。

【図２】第１実施例の動作の一例を説明する図。

【図３】第１実施例の動作の他の例を説明する図。

【図４】第２実施例のターゲットトラッキング動作を説
明するための図。

【図５】第２実施例のターゲットトラッキングに用いら
れる脊椎ライン特性を示す図。

【図６】第３実施例の撮影条件設定動作を示すフローチ
ャート。

【図７】第３実施例の撮影条件設定過程を説明するため
の図。

【符号の説明】

１０…Ｘ線管、１４…検出器、１６…データ収集システ
ム、１８…再構成演算部、２０…表示部、２２…記憶装
置、２６…コンソール、２８…Ｘ線コントローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津雪 昌快 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体を放射線で連続的にスキャンしな
   がら連続的に再構成画像を得るコンピュータ断層撮影装
   置において、 所定のスライスの断層像を基準画像として記憶する手段
   と、 被検体に造影剤を注入後連続的に得られた再構成画像を
   撮影したスライスと同じスライスの基準画像との差分画
   像を求め、差分画像を連続的に得る手段とを具備するこ
   とを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。
2. 【請求項２】 前記所定のスライスは造影剤の注入前に
   撮影された単一のスライスであり、造影剤の注入後に前
   記単一のスライスを連続して複数回スキャンし、前記単
   一のスライスの差分画像を連続して複数回表示すること
   を特徴とする請求項１に記載のコンピュータ断層撮影装
   置。
3. 【請求項３】 前記基準画像はスキャン毎に更新される
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ断層撮
   影装置。
4. 【請求項４】 前記所定のスライスは造影剤の注入前に
   撮影された複数のスライスであり、造影剤の注入後に前
   記複数のスライスの中のいずれかのスライスを任意に指
   定し、指定されたスライスの差分画像を連続して表示す
   ることを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ断層
   撮影装置。
5. 【請求項５】 被検体を放射線で連続的にスキャンしな
   がら連続的に再構成画像を得るコンピュータ断層撮影装
   置において、 所定のスライスの再構成画像において関心領域を指定す
   る手段と、 前記所定のスライス以外の複数のスライスについて前記
   関心領域のみの再構成画像を所定の倍率で拡大し所定の
   位置に連続的に表示する手段とを具備することを特徴と
   するコンピュータ断層撮影装置。
6. 【請求項６】 前記複数のスライスの再構成画像を分析
   し前記所定のスライスの関心領域と対応する領域を関心
   領域として設定する手段をさらに具備することを特徴と
   する請求項５に記載のコンピュータ断層撮影装置。
7. 【請求項７】 予め設定された関心領域の位置変化特性
   に応じて前記複数のスライスの再構成画像の中に関心領
   域を設定する手段をさらに具備することを特徴とする請
   求項５に記載のコンピュータ断層撮影装置。
8. 【請求項８】 特定のスライスを一定の撮影条件で複数
   回撮影する手段と、 各回の撮影により得られた断層像を累積して表示する手
   段とを具備し、表示された断層像に基づいて撮影条件の
   最適値を決め、前記撮影手段は最適値が決まるまで撮影
   を繰返すことを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。