JPH07231888A - 放射線コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】経皮針生検の針やカテーテル等の挿入の際に正
確、かつリアルタイムにガイドを行うことができる放射
線ＣＴ装置を提供すること。 【構成】被検体Ｐの多方向の投影データを再構成演算し
て被検体Ｐの断層像を求める放射線コンピュータ断層撮
影装置において、被検体Ｐの透視像を得る手段１２ａ，
１２ｂを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射線コンピュータ断
層撮影装置（以下、放射線ＣＴ装置と称する）に係り、
特に体内の腫瘍に対する経皮針生検を行う場合に針の位
置をほぼリアルタイムに表示して正確に針の位置をガイ
ドすることができる放射線ＣＴ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から患者の体内の肺等の腫瘍に対す
る経皮針生検を行う際の針のガイドやカテーテルの挿入
等による治療のガイドを行うために、Ｘ線透視装置が用
いられている。すなわち、Ｘ線透視装置は、被検体に対
して所定の方向からＸ線を照射して透視像を得るもので
あり、表示をリアルタイムに行うことが可能である。ま
た、従来のＸ線透視装置では１方向からの透視像しか得
られないが、１方向からの透視像だけでは、その方向に
沿った位置のずれは透視像から判明しないため、患者の
体軸に対し垂直であり、かつ互いに垂直な２方向からの
透視像が得られるＸ線透視装置も用いられている。

【０００３】２方向透視を行うＸ線診断装置によるガイ
ドを行う場合にあっては、針やカテーテル等が挿入され
る向きが上記２方向のいずれかと一致している場合に
は、正確な位置表示を行うことができる。しかし、２方
向のいずれにも一致しない場合には断面内の正確な位置
の判別に熟練を要するためガイドが困難であった。この
ため、生検針等の挿入方向が限定されるという問題があ
った。また、Ｘ線透視装置では小腫瘤等は判別できない
という問題があった。

【０００４】そこで、患者の多方向の投影データを再構
成演算して、患者体の断層像を求めることにより、小腫
瘤等、ほとんど全ての病変をも撮像することができるＸ
線ＣＴ装置を用いたガイドを行う方法がある。一方、２
次元検出器を用いて、多数の断層像を再構成演算し、複
数の断層像若しくは立体像を得る方法が提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のＸ
線ＣＴ装置を用いて断層像によるガイドのもとに経皮針
生検を行う場合には次のような問題があった。すなわ
ち、針やカテーテルが断層像のある断層面から外れた場
合、すなわち、体軸方向にずれた場合には画像に針やカ
テーテルが映らなくなるという問題があった。また、投
影データの収集及び再構成演算を行う時間だけタイムラ
グを生じ、リアルタイムに画像を得ることが困難である
という問題があった。また、立体像を得る方法では、断
層面から外れる虞はないが、画像が得られる時間は通常
のＣＴに比較しても長くなり、リアルタイムに画像を得
ることは困難である。

【０００６】そこで本発明は、経皮針生検の針やカテー
テル等の挿入の際に正確、かつリアルタイムにガイドを
行うことができる放射線ＣＴ装置を提供することを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は、被検体の多方向の投影デー
タを再構成演算して上記被検体の断層像を求める放射線
コンピュータ断層撮影装置において、前記被検体の透視
像を得る手段を備えるようにした。

【０００８】また、前記透視像を得る手段は、放射線を
発生する放射線発生手段と、この放射線発生手段に対し
前記被検体を挟んで配置され、前記放射線を検出する２
次元検出器とを備えていることが好ましい。

【０００９】さらに、前記投影データは前記透視像を得
る手段から得られることが好ましく、前記透視像を得る
手段は、複数設けられていることが好ましく、前記透視
像を得る手段で得られた複数の透視像のうち少なくとも
２つの透視方向は垂直をなしていることが好ましい。

【００１０】さらにまた、前記２次元検出器は検出素子
が複数並べられた検出素子列が複数設けられていてもよ
い。さらにまた、前記複数の透視像を得る手段の中心位
置は異なる位置に設けられていてもよい。

【００１１】

【作用】上記手段を講じた結果、次のような作用が生じ
る。被検体の多方向の投影データを再構成演算して断層
像を求める際に、断層像に対して垂直な方向からの前記
被検体の透視像を得る手段を備えることにより、断層像
と透視像の両方を得ることができる。このため、精密な
画像が得られるＣＴ装置とリアルタイムに画像が得られ
る透視装置のそれぞれの利点を利用することができる。

【００１２】一方、透視像を得る手段を２次元検出器と
することで、大量の投影データを同時に収集できるので
リアルタイムに近い断層像若しくは立体像を得ることが
できる。また、投影データは透視像を得る手段と共用す
ることにより、特別に検出器を設けることなく透視像と
断層像・立体像を得ることができるため装置の構成が簡
単になる。

【００１３】さらに、透視像を得る手段を複数設けるこ
とにより、複数方向からの被検体の透視像を得ることが
できる。また、複数の透視像を得る手段はそれぞれ異な
る投影データを収集することにより、データ収集速度は
速くなるか、若しくは画像の分解能が高くなり、より精
密な画像を得ることができる。一方、複数の透視像を得
る手段は断層像に対して垂直方向に所定距離だけ隔てて
配置することにより広い範囲の立体像を得ることが可能
である。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の第１実施例に係る放射線ＣＴ
装置の一つであるＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図
である。本実施例に係るＸ線ＣＴ装置は図中矢印方向に
回転自在に設けられた架台１０と、この架台１０に９０
°の間隔をもって配置されたＸ線管球１１ａ，１１ｂ
と、これらＸ線管球１１ａ，１１ｂに体軸が紙面と直交
してる患者Ｐを介してそれぞれ対峙する位置に設けられ
た２次元検出器１２ａ，１２ｂとを備えている。２次元
検出器１２ａ，１２ｂは図２に示すようにそれぞれ多数
のＸ線検出素子１３が曲面上若しくは曲面に外接した多
面上若しくは平面上に２次元に配列されており、曲線に
沿って配列された検出素子の数がｃｈの数となる。な
お、２次元検出器１２ａ，１２ｂの患者Ｐの体軸方向の
幅Ｗは２０〜３０ｍｍ程度の狭いものでもよい。

【００１５】Ｘ線管球１１ａ，１１ｂはＸ線コントロー
ラ２０に接続されており、Ｘ線コントローラ２０は後述
するシステムコントローラ５０に接続されている。架台
１０は架台コントローラ３０に接続されており、架台コ
ントローラ３０はシステムコントローラ５０に接続され
ている。

【００１６】２次元検出器１２ａ，１２ｂの出力はそれ
ぞれＡ／Ｄ変換ユニット４０ａ，４０ｂに接続されてお
り、これらＡ／Ｄ変換ユニット４０ａ，４０ｂの出力は
データ収集コントローラ４１，バッファメモリ４２，後
述する第１ディスプレイコントローラ６１，第２ディス
プレイコントローラ６２に接続されている。データ収集
コントローラ４１はシステムコントローラ５０及び前処
理装置４３に接続されている。バッファメモリ４２は前
処理装置４３及び磁気ディスク４４に接続されている。
前処理装置４３は磁気ディスク４４及び再構成装置４５
に接続されている。再構成装置４５はシステムコントロ
ーラ５０，磁気ディスク４４，画像処理装置４６に接続
されている。画像処理装置４６は後述する第３ディスプ
レイコントローラ６３に接続されている。

【００１７】一方、図中５０はシステムコントローラを
示しており、Ｘ線コントローラ２０，架台コントローラ
３０，データ収集コントローラ４１をそれぞれ相互に制
御を行う。なお、５１はオペレータからの指令をシステ
ムコントローラ５０に送る操作コントローラを示してい
る。

【００１８】システムコントローラ５０の出力は第１デ
ィスプレイコントローラ６１，第２ディスプレイコント
ローラ６２，第３ディスプレイコントローラ６３に接続
されており、これら第１〜第３ディスプレイコントロー
ラ６１〜６３はそれぞれ第１ＣＲＴ７１，第２ＣＲＴ７
２，第３ＣＲＴ７３に接続されている。

【００１９】このように構成されたＸ線ＣＴ装置を用い
て図３に模式的に示す患者Ｐの腹部に経皮針生検のガイ
ドを行う場合について説明する。なお、図３中Ｎは経皮
針、Ｐ1 ，Ｐ2 はスライス幅の端部、Ｑ1 は腫瘍、Ｑ2
は内臓、Ｘ方向はＸ線管球１１ａから２次元検出器１２
ａに向かう方向、Ｙ方向はＸ線管球１１ｂから２次元検
出器１２ｂに向かう方向、Ｚは患者Ｐの体軸を示してい
る。また、図４の（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ第
１ＣＲＴ７１、第２ＣＲＴ７２、第３ＣＲＴ７３に表示
される画像を示しており、図中Ｃ1 〜Ｃ3 はＣＲＴ画面
を示している。

【００２０】最初にオペレータは寝台（不図示）に患者
Ｐを載置し、架台１０の開口部に患者Ｐを導入する。次
に、操作卓５１により透視モードとＣＴモードとを操作
卓５１を介して適宜切り替える。

【００２１】透視モードでは、架台コントローラ３０に
より架台１０は回転せず、所定の位置で固定した状態と
なるように制御される。また、Ｘ線コントローラ２０に
よりＸ線管球１１ａ，１１ｂの印加Ｘ線条件は例えば８
０ｋＶ４ｍＡの低線量に制御される。さらに、データ収
集コントローラ４１では次のように制御が行われる。す
なわち、２次元検出器１２ａ，１２ｂで収集されたデー
タは、Ａ／Ｄ変換ユニット４０ａ，４０ｂによりデジタ
ル信号に変換され、それぞれ第１ディスプレイコントロ
ーラ６１，第２ディスプレイコントローラ６２を介して
それぞれ第１ＣＲＴ７１及び第２ＣＲＴ７２に透視像が
リアルタイムに表示される。ここで、第１ＣＲＴ７１，
第２ＣＲＴ７２に表示される透視像はそれぞれ図４の
（ａ）及び（ｂ）に示すようなものとなる。また、この
透視モードではデータ収集コントローラ４１を介して前
処理装置４３，再構成装置４５，画像処理装置４６，第
３ディスプレイコントローラ６１，第３ＣＲＴ７１は動
作しないように制御されるか、他の画像を表示するため
に用いてもよい。

【００２２】なお、これらの投影データは必要に応じて
バッファメモリ４２を介して磁気ディスク４４に記憶さ
れる。また、図示されないビデオ装置に記録することも
可能である。

【００２３】一方、ＣＴモードでは、架台コントローラ
３０により架台１０が図中矢印Ｒ方向に所定の回転数で
回転するように制御される。また、Ｘ線コントローラ２
０によりＸ線管球１１ａ，１１ｂの印加Ｘ線条件は例え
ば１２０ｋＶ３００ｍＡに制御される。さらに、データ
収集コントローラ４１では次のように制御が行われる。
すなわち、９０°＋Ｘ線管球のファンビーム角度だけ回
転した時点で２次元検出器１２ａ，１２ｂで収集された
投影データはＡ／Ｄ変換ユニット４０ａ，４０ｂにより
デジタル信号に変換された後、バッファメモリ４２を介
して前処理装置４３で前処理が行われる。次に前処理が
行われた投影データにより再構成装置４５で断層像が再
構成された後、画像処理装置４６で画像処理が行われ、
第３ディスプレイコントローラ６３を介して第３ＣＲＴ
７３に１枚の断層像若しくは必要に応じて立体像が表示
される。なお、立体像は多数のスライスの断層像を３次
元処理を行うことにより間接に、若しくは３次元再構成
を行うことにより直接に得られる。ここで、第３ＣＲＴ
７３に表示される断層像は図４の（ｃ）に示すようなも
のとなる。以降は連続的にある一定回転毎に新たな断層
像若しくは立体像の投影データが得られる。ここで断層
像若しくは立体像が得られる時間は例えばフルスキャン
に要する時間を０．５ｓｅｃ．とすれば、ハーフスキャ
ンでは０．１５ｓｅｃ．程度となる。したがって、連続
回転をすれば連続的に０．１５ｓｅｃ．遅れ程度で断層
像若しくは立体像が得られることとなり、リアルタイム
に近い画像が得られる。

【００２４】さらに、回転している２次元検出器１２
ａ，１２ｂの位置が上述した透視モードにおける所定位
置と同じ位置にきたときは、Ａ／Ｄ変換ユニット４０
ａ，４０ｂの出力が第１ディスプレイコントローラ６１
及び第２ディスプレイコントローラ６２を介してそれぞ
れ第１ＣＲＴ７１及び第２ＣＲＴ７２に透視像が表示さ
れる。なお、ＣＴモード時は、２次元検出器１２ａ，１
２ｂがそれぞれ所定の角度にあるときにのみ透視像を検
出するので、所定の角度にないときは次の透視像が検出
されるまで前の透視像が表示されることとなる。

【００２５】上述したように本実施例に係るＸ線ＣＴ装
置によれば、経皮針生検のガイドに透視モードとＣＴモ
ードとを切り替えて用いることができ、透視モードにお
いては、リアルタイムに経皮針のガイドを行い、ＣＴモ
ードにおいては、透視モードでは撮像困難な症例のガイ
ドをも行うことが可能である。また、ＣＴモードでは立
体像または複数の断層像が得られるため、従来のＣＴで
問題点であった１横断面外での針の挿入も可能となり、
経皮針の挿入角度の許容範囲も広くなる。また、Ｘ線検
出器として２次元検出器１２ａ，１２ｂを用いているの
で、得られる投影データの列が多くなるとともに、架台
１０の回転角度がほぼ９０°＋Ｘ線管球のファンビーム
角度で全方向の投影データを収集できるので、スキャン
時間が大幅に短縮され、ほぼリアルタイムに近い立体像
の表示が可能である。

【００２６】さらに、常にＣＴモードを用いた場合に比
べ、透視モードではＸ線曝射量は大幅に少ない量で済む
ため、ガイドを行った場合のＸ線曝射量並びに被曝量が
減る。また、単一の装置で透視像及び断層像が得られる
ので、被検者を移動させる必要がないとともに各種条件
設定が省力化できるのでオペレータの負担を軽減する。

【００２７】なお、第３ディスプレイコントローラ６３
及び第３ＣＲＴ７３を省略し、それぞれ第１ディスプレ
イコントローラ６１又は第２ディスプレイコントローラ
６２及び第１ＣＲＴ７１又は第２ＣＲＴ７２と兼用する
ようにしてもよい。

【００２８】また、第１実施例の変形例としてＸ線管球
と２次元検出器を一組のみ使用したものでは、撮影条件
は例えば１４０ｋＶ１００ｍＡの条件で行なう。この場
合、透視モード時には一方向のみの透視像を表示するが
できないが、必要により、架台を回転により透視方向を
変えることにより、任意の方向の透視像が得られる。こ
の状態でガイドが困難な場合は上述した第１実施例と同
様にＣＴモードに切り替えれば、断層像若しくは立体像
が得られる。したがって、第１実施例とほぼ同様の効果
が得られるとともに、Ｘ線管球と２次元検出器が一組で
よいので簡単な構成となる。

【００２９】図５は本発明の第２実施例に係るＸ線ＣＴ
装置の架台に組み込まれたＸ線管球１１ａ，１１ｂ及び
２次元検出器１２ａ，１２ｂを示す図である。なお、本
実施例の構成は上述した第１実施例と同様であるので省
略する。

【００３０】本実施例に係る本実施例と第１実施例とが
異なる点は、２次元検出器１２ｂに対してＸ線管１１ｂ
の中心位置が検出素子１／４ｃｈ分だけオフセット配置
されている点にある。２次元検出器１２ａ，１２ｂの検
出素子が回転中心から１／２ｃｈ分だけオフセット配置
されている このように構成されていると、Ｘ線管球１１ａから照射
され２次元検出器１２ａに入射するＸ線の経路とＸ線管
球１１ｂから照射され２次元検出器１２ｂに入射するＸ
線の経路と１／４ｃｈだけ異なることとなる。さらに、
Ｘ線管球１１ａから照射され２次元検出器１２ａに入射
するＸ線の経路とＸ線管球１１ａが１８０°回転した位
置から照射され２次元検出器１２ａに入射するＸ線の経
路とを１／２ｃｈだけ異ならせることで、検出素子１／
４ｃｈ分刻みの投影データを得ることができる。したが
って、したがって、１画像を構成するためのスキャン時
間はオフセット配置しない場合に比べ長くなるため、サ
ンプリングレートは粗くなるが、検出素子の数が４倍に
なるのと同様の効果が得られるため分解能を高めること
ができる。このときスキャン時間、すなわち立体像が表
示されるまでのタイムラグは、例えば架台の１回転が
０．３〜０．５ｓｅｃ．の場合は、１８０°＋ファンビ
ーム角度の回転でデータ収集を行うハーフスキャンであ
れば画像再構成の時間を考慮すればて約０．２〜０．３
ｓｅｃ．となる。なお、オフセット配置は上記に限られ
ない。

【００３１】図６は本発明の第３実施例に係るＸ線ＣＴ
装置の架台に組み込まれた２次元検出器１２ａ，１２ｂ
を示す図である。なお、本実施例の構成は上述した第１
実施例と同様であるので省略する。

【００３２】本実施例に係る本実施例と第１実施例とが
異なる点は、２次元検出器１２ａ，１２ｂが患者Ｐの体
軸方向、すなわちスライス幅方向にＷ1 だけオフセット
配置されている点にある。この実施例に係るＸ線ＣＴ装
置によれば、２次元検出器１２ａ，１２ｂのスライス幅
が小さい場合であっても、厚いスライス幅の立体像を得
ることが可能である。また、Ｘ線管球１１ｂ、２次元検
出器１２ｂをスライス幅方向に移動可能に構成してもよ
い。

【００３３】このように構成されていると、第１実施例
の場合に比べて同一の時間で厚いスライスのスキャンが
可能であり、より広い範囲の立体像を得ることができ
る。また、ヘリカルスキャンと組み合わせることにより
さらに厚いスライスのスキャンが可能である。

【００３４】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではない。すなわち上記各実施例では、第３世
代の場合について記したが、第４世代について適用して
もよい。また、検出器として検出素子を２次元配置した
２次元検出器を用いているが、このような検出器に限定
されることなく図７に示すようなイメージインテンシフ
ァイア（以下、「Ｉ．Ｉ．」と称する。）を用いるよう
にしてもよい。図７中８０は架台、８１ａ，８１ｂはＸ
線管球、８２ａ，８２ｂはＩ．Ｉ．を示している。ま
た、蛍光板とＣＣＤとの組み合わせやシンチレータとイ
メージセンサとの組み合わせたものでもよい。さらに、
上記実施例では経皮針やカテーテルのガイドに用いてい
るが、立体像を得るためのボリュームＣＴとして用いる
ようにしてもよい。この場合は必要に応じてヘリカルス
キャンを行うことによりスライス幅方向に広範囲のスキ
ャンを短時間に行うことができる。さらにまた、本装置
のＣＴモードで得られた各方向の投影データを用いて、
各回転角度毎のＤＡ（デジタルアンギオグラフィ）やＤ
ＳＡ（デジタルサブトラクションアンギオグラフィ）を
行なうこともできる。このほか本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、被検体の多方向の投影
データを再構成演算して断層像を求める際に、断層像に
対して垂直な方向からの前記被検体の透視像を得る手段
を備えることにより、断層像と透視像の両方を得ること
ができる。このため、精密な画像が得られるＣＴ装置と
リアルタイムに画像が得られる透視装置のそれぞれの利
点を利用することができる。特に、透視像を得る手段を
２次元検出器とすることで、大量の投影データを同時に
収集できるのでリアルタイムに近い断層像若しくは立体
像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るＸ線ＣＴ装置の構成
を示すブロック図。

【図２】同装置に組み込まれた検出器の配置を示す斜視
図。

【図３】同装置を用いて被検体の透視像及び断層像をと
る方向を示す図。

【図４】同装置を用いて得られた被検体の透視像及び断
層像を示す図。

【図５】本発明の第２実施例に係るＸ線ＣＴ装置に組み
込まれた検出器の配置を示す正面図。

【図６】本発明の第３実施例に係るＸ線ＣＴ装置に組み
込まれた検出器の配置を示す斜視図。

【図７】Ｘ線ＣＴ装置に組み込まれたＸ線管球とＩ．
Ｉ．の配置を示す正面図。

【符号の説明】

１０…架台 １１ａ，１１ｂ…
Ｘ線管球 １２ａ，１２ｂ…２次元検出器 １３…Ｘ線検出素
子 ２０…Ｘ線コントローラ ３０…架台コント
ローラ ４０ａ，４０ｂ…Ａ／Ｄ変換ユニット ４１…データ収集コントローラ ４２…バッファメ
モリ ４３…前処理装置 ４４…磁気ディス
ク ４５…再構成装置 ４６…画像処理装
置 ５０…システムコントローラ ５１…操作コント
ローラ ６１…第１ディスプレイコントローラ ６２…第２ディスプレイコントローラ ６３…第３ディスプレイコントローラ ７１…第１ＣＲＴ ７２…第２ＣＲＴ ７３…第３ＣＲＴ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体の多方向の投影データを再構成演算
   して上記被検体の断層像を求める放射線コンピュータ断
   層撮影装置において、 前記断層像に対して垂直な方向からの前記被検体の透視
   像を得る手段を備えてなることを特徴とする放射線コン
   ピュータ断層撮影装置。
2. 【請求項２】前記透視像を得る手段は、放射線を発生す
   る放射線発生手段と、この放射線発生手段に対し前記被
   検体を挟んで配置され、前記放射線を検出する２次元検
   出器を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の放
   射線コンピュータ断層撮影装置。
3. 【請求項３】前記投影データは前記透視像を得る手段か
   ら得られることを特徴とする請求項１または２に記載の
   放射線コンピュータ断層撮影装置。
4. 【請求項４】前記透視像を得る手段は、複数設けられて
   いることを特徴とする請求項１，２または３に記載の放
   射線コンピュータ断層撮影装置。
5. 【請求項５】前記透視像を得る手段で得られた複数の透
   視像のうち少なくとも２つの透視方向は垂直をなしてい
   ることを特徴とする請求項４に記載の放射線コンピュー
   タ断層撮影装置。
6. 【請求項６】前記２次元検出器は検出素子が複数並べら
   れた検出素子列が複数設けられていることを特徴とする
   請求項２，３，４または５に記載の放射線コンピュータ
   断層撮影装置。
7. 【請求項７】前記複数の透視像を得る手段の中心位置は
   異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項
   ４，５または６に記載の放射線コンピュータ断層撮影装
   置。
8. 【請求項８】前記複数の透視像を得る手段は前記被検体
   の体軸方向に所定距離だけ隔てて配置されていることを
   特徴とする請求項４，５，６または７に記載の放射線コ
   ンピュータ断層撮影装置。