JPH07255713A - Ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明のＣＴ装置は、任意の位置における再
構成による精度の高い断層画像を迅速に表示することの
できるＣＴ装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明のＣＴ装置は、被検体に係る画像を形
成するための情報を当該被検体から入手する撮像系を構
成し、この撮像系に対して当該被検体を相対的に移動さ
せる間に走査を行い連続したデータを得て被検体の断層
画像を表示するＣＴ装置であって、前記走査により得ら
れたデータを基に被検体の断層画像の作成が可能な領域
を表示し得る表示手段と、この表示手段に表示される可
能領域から当該被検体の断層画像を所望とする位置を指
示する指示手段と、この指示手段で指示された位置の断
層画像を前記連続して得られるデータを基に作成する断
層画像作成手段とを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検体にＸ線を照射す
ること等によって得られるデータから当該被検体の断層
像を再構成するＣＴ装置に関し、特に被検体を周回方向
に走査（スキャン）する際に当該被検体を体軸方向に連
続的に移動させる、いわゆるヘリカルスキャンを行うＣ
Ｔ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＴ装置が種々提案されている。
例えば放射線源としてのＸ線管及び検出器からなる撮像
系を被検体を中心に該被検体の回りに回転させるととも
に、被検体を体軸方向（撮像系が形成する円に対して垂
直な方向）に移動させつつ走査を行う、いわゆるヘリカ
ルスキャンを行うものが提案されている。

【０００３】このヘリカルスキャンは、図５の斜視図に
示すように、Ｘ線管の被検体Ｐに対する相対的な軌跡は
「らせん」形状を描くことから、得られるデータは直
接、特定の断層画像平面に対応したものとはならない。
そのため、断層画像を得るために再構成を行う際には、
必要とする位置のデータを補間によって求める必要があ
る。

【０００４】しかしながら、本来、ヘリカルスキャンは
全ての位置で、再構成画像を得ることが出来るものであ
るが、実際には断層画像を再構成するために、例えば６
〜８秒／枚程度の時間を要することから、通常は、例え
ば等間隔に３０枚程度の断層画像を再構成しておき、こ
れら断層画像の間の画像は、予め当該断層画像から画像
形成が短時間で行える補間によって補間画像を求めてお
くようにしている。例えば、補間による画像の形成には
１分／１００枚程度が必要とされる。

【０００５】具体的には、１３０枚の画像の形成に必要
とされる時間は、全ての画像を再構成した場合に、６〜
８秒×１３０枚で１３〜１８分程度掛かるのに対し、内
１００枚を補間によって形成した場合には、６〜８秒×
３０枚＋１００枚（１分弱）で４〜５分弱となり、９〜
１３分程度の短縮が可能となる。

【０００６】上述したように、従来はヘリカル再構成画
像を観察する際には、データの再構成によって得られる
断層画像と、この断層画像から補間によって得られた補
間画像を体軸（若しくは時間軸）に沿って配列した、い
わゆるＭＰＲ（ｍｕｌｔｉ−ｐｌａｎａｒ ｒｅｃｏｎ
ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を用いて時間の短縮を計るように
していた。

【０００７】例えば、このＭＰＲを用いたヘリカルスキ
ャンによる画像の観察方法においては、まず図６に示す
ように、予め任意の位置の画像を、例えば等間隔に３０
枚程度、再構成し、さらにそれらの間の画像は補間によ
り形成しておく。次に、画面上に表示される矢印の位置
をトラックボール等で動かして、観察を所望とする位置
を指定する。このとき先に再構成された断層画像がある
位置Ｍ3 が指示されたときには、当該断層画像の観察が
行われる。また、２枚の再構成による断層画像ｉ1 ，ｉ
2 の間の任意の位置Ｍ1 が指示されたときには、これら
断層画像ｉ1 ，ｉ2 の補間により得られた補間画像ｉＭ
1 が表示され、その観察が行われることになる。これに
より、所望とする位置の断層画像を比較的短時間で得る
ようにしていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、ＭＰ
Ｒではデータの再構成による断層画像が無い位置の画像
は両側の断層画像の補間により画像を形成し表示してい
るために、任意位置で再構成可能であるというヘリカル
スキャンの特徴を十分に生かし切れていないものとなっ
ていた。

【０００９】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、ＭＰＲで観察中、指定した位置のヘリカル画像を再
構成し、ＭＰＲ画像に追加することにより、任意の位置
における再構成による、ヘリカルスキャンの特徴を生か
した、精度の高い断層画像を迅速に表示することのでき
るＣＴ装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【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、被検体に係る画像を形成するための情報を当
該被検体から入手する撮像系を構成し、この撮像系に対
して当該被検体を相対的に移動させる間に走査を行うヘ
リカルスキャンによって連続したデータを得て、被検体
の断層画像を表示するＣＴ装置であって、前記走査によ
り得られたデータを基に被検体の断層画像の作成が可能
な領域を表示し得る表示手段と、この表示手段に表示さ
れる可能領域から当該被検体の断層画像を所望とする位
置を指示する指示手段と、この指示手段で指示された位
置の断層画像を前記連続して得られるデータを基に作成
する断層画像作成手段とを有することを要旨とする。

【００１１】

【作用】本発明のＣＴ装置は、ヘリカルスキャンにより
得られたデータを基に被検体の断層画像の作成が可能な
領域を表示手段により表示する。次に、この表示手段に
より表示された可能領域から当該被検体の断層画像を所
望とする位置を指示手段により指示する。これにより、
この指示手段で指示された位置の断層画像が断層画像作
成手段によりヘリカルスキャンにより連続して得られる
データを基に作成され、表示手段により表示される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係る一実施例を図面を参照し
て説明する。図１は本発明に係るＸ線ＣＴ装置の構成を
示したブロック図である。

【００１３】図１において、架台１は、Ｘ線管３、Ｘ線
検出器５、データ収集部７、寝台９、寝台駆動部１１及
び図示しない寝台位置検出器等によって構成される。

【００１４】放射線源としてのＸ線管３は、架台１の外
部に設けられる高電圧発生装置２７から高電圧を供給さ
れてＸ線を発生し、寝台９上の被検体Ｐに向けてＸ線を
照射するもので、高電圧発生装置２７はＸ線制御装置２
５の制御に従って高電圧を発生する。また、放射線検出
手段としてのＸ線検出器５は、Ｘ線管３と対向して配置
され、照射されるＸ線量に応じた信号を出力する多数の
Ｘ線検出素子からなるものである。

【００１５】さらにデータ収集部（いわゆるＤＡＳ）７
は、Ａ／Ｄ変換部等によって構成され、前記Ｘ線検出器
５の多数のＸ線検出素子及び寝台位置検出器から同時に
かつ並列的（例えば、５１２チャネル或いは７６８チャ
ネルパラレル）に検出され出力されるアナログ投影デー
タ及び寝台位置情報をマルチプレクサで順番に読み出し
シリアルデジタルデータに変換した後に、架台１の外
部、例えばオペレータ室に設けられるＦＲＵ１５を介し
て投影データ記憶装置１６のディスク或いはメモリに当
該デジタルデータを出力し格納するものである。

【００１６】寝台９は、載置した被検体Ｐを当該被検体
Ｐの体軸方向及びこの体軸と垂直な方向（上下方向）に
移動可能に構成されており、被検体Ｐを載置する際には
体軸方向に大きく移動した位置で寝台面を下降させ、撮
像時には被検体Ｐにおける撮像を所望とする範囲が前記
対向して配置されるＸ線管３とＸ線検出器５の回動中心
に位置するように調整される。

【００１７】また、撮像時にはＸ線管３とＸ線検出器５
の対で構成される撮像系を被検体Ｐの体軸を中心軸とし
て当該被検体Ｐの周囲を回転させると共に、寝台駆動部
１１で寝台９を当該被検体Ｐの体軸方向に所定の速度で
移動させることにより、Ｘ線管３とＸ線検出器５の被検
体Ｐに対する相対的な軌跡が螺旋形状を描く、いわゆる
ヘリカルスキャンを行うことが出来る。

【００１８】また、この寝台９を体軸方向に移動したと
きの、寝台９のＸ線管３とＸ線検出器５の対に対する位
置は、図示しない寝台位置検出器によって検出される。
寝台位置検出器の一例としては、ロータリエンコーダ等
がある。

【００１９】例えば、寝台駆動部１１がクラッチブレー
キ、減速機、モータ等によって構成されるとき、ロータ
リエンコーダはこのクラッチブレーキの回転軸に直結さ
れ、該回転軸が所定の回転角度だけ回転する毎にパルス
を出力する。例えば、１パルスが寝台９の移動距離０．
１ｍｍに相当するものとし、また画像表示部１７ａの画
素サイズを０．５ｍｍとするとき、ロータリエンコーダ
から５パルスが出力されると、寝台９が０．５ｍｍだけ
移動したことが判別され、画像表示部１７ａに表示され
撮像位置を示すカーソルを１画素分（但し、等倍のと
き）だけ移動する。

【００２０】さらに、スキャン開始時と終了時の寝台９
の位置からスキャン時の寝台９の移動距離を求め、この
移動距離をサンプル数で等分することにより各サンプリ
ングデータに対する寝台９上の位置を算出することも可
能である。この場合には、操作者が指示したスキャン開
始位置、スキャン終了位置に対して実際のスキャン開始
位置、スキャン終了位置にはずれが生じるので、実際の
スキャン開始位置、スキャン終了位置に対する寝台９上
の位置を予め測定し、移動距離Ｌをサンプル数で等分し
て各サンプリングデータの寝台９上の位置を求めるよう
にする。

【００２１】ＦＲＵ（Ｆｉｒｓｔ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕ
ｃｔ Ｕｎｉｔ）１５は、前処理部、画像再構成装置１
５ａ等によって構成され、この画像再構成装置１５ａ
は、データ収集部７から入力され、一旦、投影データ記
憶装置１６に記憶された投影データを基に被検体Ｐの特
定断面の断層画像を再構成する処理部である。具体的に
は、投影データに「ぼけ」や解像度等の基本的な性質を
付与するコンボリューション（Ｃｏｍｖｏｌｕｔｉｏ
ｎ）積分を行うコンボリューション処理及び画像の再構
成を行うバックプロジェクション処理をそれぞれ施し特
定断面に対する断層画像を再構成するものである。ま
た、再構成時には、データ収集部７を介して得られた寝
台位置データを付加しておく。

【００２２】操作部１７は、画像表示部１７ａ及び操作
コンソール１７ｂによって構成され、画像表示部１７ａ
は接続される画像再構成装置１５ａによって再構成され
た所望とする特定断面の断層画像及び作動状態等の各種
データを表示するものであって、ＣＲＴディスプレイ、
ＬＣＤ等が用いられる。また、操作コンソール１７ｂに
は、例えばキーボードが接続されてコンピュータ１９に
各種コマンド、プログラム及びデータの入力等が行わ
れ、さらにはマウス、トラックボール、ジョイフルステ
ィク及びスライドボリューム等が適宜接続されて各種作
動（表示画像のＣＴ値範囲、再構成位置）の指示が入力
される。

【００２３】コンピュータ１９は、ＦＲＵ１５、操作部
１７、画像記憶装置２１、機構制御装置２３及びＸ線制
御装置２５のそれぞれと接続され、ＣＴ装置全体を制御
する。また、コンピュータ１９に内蔵される記憶装置
は、コンピュータ１９における各種制御を行うためのプ
ログラム等を記憶するためのものであり、本実施例にお
いてはコンピュータ１９に内蔵される後述する画像処理
に係るファームウェアのためのプログラムデータも記憶
している。画像記憶装置２１は、主に画像再構成装置１
５ａで再構成された断層像を記憶するものである。

【００２４】機構制御装置２３は、コンピュータ１９の
制御に従って、Ｘ線管３とＸ線検出器５の撮像系の回
動、寝台駆動部１１の水平及び上下移動を制御して、被
検体Ｐを寝台９に載置する際には架台１から離間した位
置で寝台面を低く位置させ、撮像時には被検体Ｐの撮像
を所望とする範囲が前記撮像系の回動中心に位置するよ
うに調整し、さらにヘリカルスキャンを行う際には寝台
９をＸ線管３とＸ線検出器５の対の回動に同期させて、
被検体Ｐの体軸方向に移動させる。

【００２５】Ｘ線制御装置２５は、コンピュータ１９の
制御に従って高電圧発生装置２７から供給される高電圧
の電力をＸ線管３に印加するものである。また、高電圧
発生装置２７は、高圧トランス等を有して高電圧の電力
を発生してＸ線管３に供給する。

【００２６】次に図２乃至図４を参照して本実施例の動
作及び作用を説明する。まず、通常と同様に被検体のヘ
リカルスキャンを行い、このスキャンデータに基づき、
体軸に沿って所定距離間隔で断層画像Ｉ1 ，Ｉ3 ，Ｉ5
，Ｉ7 ，…を再構成する。このときのスキャン範囲
は、実際にスキャンするときに架台回転数、寝台速度等
が微妙に変動するのでオペレータが指定した範囲の画像
が確実に得られるように若干広めの範囲をスキャンされ
る。

【００２７】この再構成された断層画像の間の断層画像
を予め補間により求め、記憶しておく。これにより画像
記憶装置２１には再構成による断層画像間に補正による
多数の断層画像が形成、挿入された一連の断層画像とし
て記憶される。ここまでの処理に要する時間は従来と何
等変わることはない。むしろ補間画像を再構成による断
層画像の精度の高い表示のための補助として割り切れ
ば、補間画像の枚数を削減することが可能となり、処理
時間の短縮を計ることが可能となる。

【００２８】つぎに、図３を参照するに、トラックボー
ル（或いはキーボード、マウス、トラックボール、ジョ
イフルスティク、スライドボリューム等）を操作するこ
とによりＡＸＩＡＬ（ＳＡＧＩＴＡＬ）画面上を移動す
る表示位置マーカＭに対応して、記憶部に記憶された断
層画像（再構成断層画像及び補間断層画像）が順次読み
出され、あたかもページをパラパラめくるようにリアル
タイムで画像表示部１７ａに表示することが可能とな
る。

【００２９】ＭＰＲで観察中に所望とする位置の断層画
像があるときには、さらにトラックボールを操作して、
当該断層画像の位置を指示、入力する。これにより、ヘ
リカルスキャンにより得られた投影データに基づき断層
画像ＩM が再構成され、当該断層画像の位置（図２で
は、断層画像Ｉ3 と断層画像Ｉ5 との間の指示された所
定の位置）のＭＰＲ像への追加、若しくは差し替えが行
われると共に画像表示部１７ａに表示される。これによ
り、補間画像の代わりに再構成画像が表示され、その画
像がＭＰＲ画像に追加され、スキャノ画像面１７Ｂ上の
スライス位置表示Ｌも追加される。

【００３０】すなわち、断層画像からの補間画像ではな
く、投影データに基づいて再構成された、より分解能が
高く、かつ正確な画像を短い時間で得ることができる。
また、まず大きな間隔で再構成した後、ＭＰＲで必要な
部分を探りその周辺を再構成することができる。

【００３１】図２の点線の位置で再構成を指定した場合
（再構成前は前後の画像から補間した画像を表示してい
る）、再構成した画像を表示し、点線の位置に再構成画
像を挿入する。

【００３２】このとき、操作コンソール１７ｂに再構成
ボタンを設け、この再構成ボタンを押すことにより（或
いはマウスのダブルクリックにより）、表示位置マーカ
Ｍにより指示された位置の断層画像の再構成が開始され
るようにしても良い。

【００３３】また、このとき補間断層画像の作成を予め
行うこと無く、トラックボールにより位置が指定された
ときに、補間断層画像の作成を行うようにしても良い。
このとき、前記予め作成しておく場合に比して、若干表
示に時間を要するようになるが、この場合、大容量の記
憶容量を必要としない。

【００３４】また、さらに裏側で順次再構成を行い、こ
の再構成画像を前記補間断層画像と順次置き換えていく
ようにしても良い。

【００３５】例えば、スキャン終了後、若しくはスキャ
ン中に、まず取敢えずスキャノ画像を表示して、操作者
によりこのスキャノ画像上で再構成断層画像を特に所望
とする範囲を入力してもらう。この間に、再構成断層画
像及び補間断層画像を作成し、補間断層画像をみている
間に、再構成断層画像を再構成するようにしても良い。

【００３６】上述したように本実施例は、最初は粗い間
隔で断層像の再構成を行い、この再構成断層画像から得
られる補間断層画像を見ながら関心領域付近を細かく再
構成するようにしたことから診断時間を短縮することが
可能となり、所望とする任意の位置における再構成断層
画像を得ることが可能であるというヘリカルスキャンに
おける特徴を十分に生かすことができる。

【００３７】次に、本実施例に最適な表示例を示す。図
３は、ＡＸＩＡＬ画像面１７Ａ上にＡＸＩＡＬ像を表示
し、そのＡＸＩＡＬ画像面１７Ａの左下隅にスキャノ画
像面１７Ｂをマルチウインドウにより表示した例を示す
ものである。このスキャノ画像面１７Ｂにはスキャノ像
が表示されており、さらにこのスキャノ像には、再構成
による断層画像がある位置を示すスライス位置表示Ｌが
表示される。また、この図３においては、スキャノ画像
面１７Ｂ内に表示位置マーカＭが示されている。この表
示位置マーカＭは、トラックボール（或いはキーボー
ド、マウス、トラックボール、ジョイフルスティク、ス
ライドボリューム等）で画面上での指示位置を変更する
ことができ、スキャノ画像面１７Ｂ内にあるときには、
断層画像を所望とする位置をスキャノ像上で指示するこ
とができる。

【００３８】尚、この表示方法は、図４に示すようにデ
ィスプレイ画面１７Ｃ上に、ＳＡＧＩＴＡＬ画面１７
Ｄ、ＡＸＩＡＬ画面１７Ｅ及びＣＯＲＯＮＡＬ画面１７
Ｆを適宜マルチウインドウ表示するようにしたものであ
ってもよい。要するに、トラックボールを操作して、ス
キャノ画像面１７Ｂ内の表示位置マーカＭを移動するこ
とによって、断層画像が順次読み出され、あたかもペー
ジをパラパラめくるようにＡＸＩＡＬ画像面１７Ａにリ
アルタイムで表示することを可能としたものである。

【００３９】例えば、図４の場合には、ＳＡＧＩＴＡＬ
画面１７Ｄの表示位置マーカＭD を移動することによ
り、ＡＸＩＡＬ画面１７Ｅでは表示位置マーカＭD に対
応する位置のＡＸＩＡＬ断層画像が順次リアルタイムで
表示されると共に、ＣＯＲＯＮＡＬ画面１７Ｆの表示位
置マーカＭF がＳＡＧＩＴＡＬ画面１７ＤD に対応して
移動することになる。

【００４０】また、ＡＸＩＡＬ画面１７Ｅで表示位置マ
ーカＭE を移動するとＣＯＲＯＮＡＬ画面１７ＦのＣＯ
ＲＯＮＡＬ断層画像が順次リアルタイムで表示されると
共に、ＳＡＧＩＴＡＬ画面１７Ｄ上に表示位置マーカＭ
D に直交する表示位置マーカＭが表示され表示位置マー
カＭE に対応して移動する。

【００４１】尚、上記の実施例ではＸ線ＣＴスキャナに
適用した場合を例にとって説明したが、本発明はこれに
限定されること無く、例えば多断面のデータ収集または
処理が可能なＭＲＩ、超音波診断装置、独立診断装置等
の各種画像診断装置に適宜適用が可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、撮像から
極短時間で所望とする任意の位置における再構成断層画
像を得ることが出来る等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＣＴ装置の一実施例の概略の構成
を示すブロック図である。

【図２】ＭＰＲによる再構成位置の指定を説明するため
の図である。

【図３】実施例における表示例を示す図である。

【図４】実施例における表示例を示す図である。

【図５】ヘリカルスキャンを説明するための図である。

【図６】従来のＭＰＲによるヘリカル画像の観察を説明
するための図である。

【符号の説明】

１ 架台 ３ Ｘ線管 ５ Ｘ線検出器 ７ データ収集部 ９ 寝台 １１ 寝台駆動部 １５ ＦＲＵ １５ａ 画像再構成装置 １６ 投影データ記憶装置 １７ 操作部 １７ａ 画像表示部 １７ｂ 操作コンソール １９ コンピュータ ２１ 画像記憶装置 ２３ 機構制御装置 ２５ Ｘ線制御装置 ２７ 高電圧発生装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体に係る画像を形成するための情報
   を当該被検体から入手する撮像系を構成し、この撮像系
   に対して当該被検体を相対的に移動させる間に走査を行
   い連続したデータを得て被検体の断層画像を表示するＣ
   Ｔ装置であって、 前記走査により得られたデータを基に被検体の断層画像
   の作成が可能な領域を表示し得る表示手段と、 この表示手段に表示される可能領域から当該被検体の断
   層画像を所望とする位置を指示する指示手段と、 この指示手段で指示された位置の断層画像を前記連続し
   て得られるデータを基に作成する断層画像作成手段とを
   有することを特徴とするＣＴ装置。