JPH07313504A - Ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、被検体の心拍数に拘らず同一心拍
位相の心臓の断層画像を再構成することができるＣＴ装
置を提供することを目的とする。 【構成】 心拍検出手段で検出した被検体の心拍に係る
データと、撮像手段が被検体を回転中心として回転して
得た当該被検体の投影データとから心拍が同一位相であ
る心臓の断層画像を得るＣＴ装置であって、前記心拍検
出手段で検出された心拍数と前記撮像手段の回転速度が
同期するときには当該撮像手段の回転速度を所定の範囲
内で調整する回転数制御手段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、ＣＴ装置に関し、特に
被検体の心拍データを入手して当該被検体の心臓の断層
画像を得るＣＴ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、いわゆる第３世代方式（Ｒ−Ｒ方
式）のＣＴ装置が広く普及している。この第３世代方式
のＣＴ装置の構成を簡単に説明する。まず、扇状Ｘ線を
射出するＸ線管と、このＸ線間から射出されたＸ線を検
出するＸ線検出器により撮像系が構成される。Ｘ線管と
Ｘ線検出器は対向して配置され、これらＸ線管とＸ線検
出器との間に配置される被検体を回転の中心軸にして当
該被検体の周囲を回転しつつスキャンを行う。このスキ
ャンにより、当該被検体の投影データを得て、この得ら
れた投影データから断層画像を再構成する。

【０００３】次に、このような第３世代方式のＣＴ装置
を用いて、心臓についての断層画像を得る、いわゆるカ
ーディアック再構成について図２を参照して説明する。
通常、撮像系が最高速に近い所定の回転速度で回転する
間に、被検体の投影（スキャン）を所定の回数行う（図
２ではｎ回）。このとき、被検体に取付けた心拍センサ
等により、図４に示すような被検体の心拍データを一緒
に取り込む。この取り込んだ心拍データを基に、心拍デ
ータが同一位相（図４ではＰｈ点）の投影データを各ス
キャンから取り出し、略１周分のスキャンデータを作成
する。図２に示す例では、１回目のスキャン、２回目の
スキャン、３回目のスキャン、…、ｎ回目のスキャンで
略１周分のスキャンデータが作成される。さらに、この
スキャンデータを基に断層画像を再構成することによっ
て、同一心拍位相の心臓の断層画像を得ることができ
る。

【０００４】一方、連続回転型のＣＴ装置では、図３に
示すように一回のスキャンで、撮像系が最高速に近い所
定の回転速度で連続回転する。そして、この回転の間に
被検体の投影データの収集が連続して行われる。その投
影データから上記と同様にして心拍の同一位相のデータ
を取り出して、断層画像を再構成することによって、同
一心拍位相の心臓の断層画像を得ることができる。

【０００５】この連続回転型のＣＴ装置でカーディアッ
ク再構成を行う場合、短時間で投影データの収集が終了
する反面、撮像系の回転速度が心拍と同期してしまうこ
とがある。この場合、カーディアック再構成が心拍の同
一位相で多方向からのデータが必要とされるにも拘ら
ず、１回転目、２回転目、…、ｎ回転目も同一のデータ
が得られるため、同一心拍位相の心臓の断層画像を再構
成することができない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、上述した現
行の連続回転型のＣＴ装置では、撮像系を回転駆動する
架台（ガントリ）の回転速度は、通常１回転／秒であ
り、そのため被検体の心拍が１分間に６０回以外では同
一位相データの再構成画像を得ることができるものの、
被検体の心拍が１分間に６０回の場合には、撮像系の回
転速度と合ってしまい、１周分のデータを抽出すること
ができないことになる。

【０００７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、被検体の単位時間当りの心拍数に拘らず同一心拍位
相の心臓の断層画像を再構成することのできるＣＴ装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願第１の発明は、心拍検出手段で検出した被検体の心
拍に係るデータと、撮像手段が被検体を回転中心として
回転して得た当該被検体の投影データとから心拍が同一
位相である心臓の断層画像を得るＣＴ装置であって、前
記心拍検出手段で検出された心拍数と前記撮像手段の回
転速度が同期するときには当該撮像手段の回転速度を所
定の範囲内で調整する回転数制御手段を有することを要
旨とする。

【０００９】また、本願第２の発明は、心拍検出手段で
検出した被検体の心拍に係るデータと、撮像手段が被検
体を回転中心として回転して得た当該被検体の投影デー
タとから心拍が同一位相である心臓の断層画像を得るＣ
Ｔ装置であって、前記心拍検出手段で検出された心拍数
と前記撮像手段の回転速度とを比較して心拍数と回転速
度とが同期するときには当該撮像手段の回転速度を所定
の回転速度に制御する回転数制御手段と、この回転数制
御手段で制御される回転速度に対応して投影データから
断層画像を再構成する際に必要とされるデータを予め記
憶して用意しておく記憶手段とを有することを要旨とす
る。

【００１０】

【作用】本願第１の発明のＣＴ装置は、心拍検出手段で
検出した被検体の心拍と撮像手段が被検体を回転中心と
して回転するときの回転速度が同期するときには、回転
数制御手段で当該撮像手段の回転速度を所定の範囲内で
調整することにより、心拍と回転数が同期することが防
止され、これにより常に当該被検体の心拍が同一位相で
ある心臓の断層画像を得ることが可能となる。

【００１１】本願第２の発明のＣＴ装置は、心拍検出手
段で検出した被検体の心拍と撮像手段が被検体を回転中
心として回転するときの回転速度が同期するときには、
回転数制御手段で当該撮像手段の回転速度を所定の範囲
内で調整することにより、心拍と回転数が同期すること
が防止される。また、記憶手段に、回転数制御手段で制
御される回転速度に対応して投影データから断層画像を
再構成する際に必要とされるデータを予め記憶して用意
しておくことにより、常に当該被検体の心拍が同一位相
である心臓の断層画像を高速に得ることが可能となる。

【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、本発明に係る画像表示装置の一実
施例の構成を示すブロック図であり、連続回転型のＸ線
ＣＴ装置に用いた例を示している。

【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７ａ、心拍検出部７ｂ、寝台
９、架台駆動部１１ａ及び寝台駆動部１１ｂ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線を発生し被検体Ｐに向けてＸ線を照射するもの
で、この高電圧発生装置２７はＸ線制御装置２５の制御
に従って高電圧を発生する。また、Ｘ線検出器５は、Ｘ
線管３と対向して配置され、入射した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】データ収集部（いわゆるＤＡＳ）７ａ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線検出素子から同時にかつ並列的（パラレル）
に検出され出力されるアナログ撮像データをマルチプレ
クサで順番に読み出した後にデジタルデータに変換し、
架台１の外部、例えばオペレータ室に設けられるＦＲＵ
１３に当該デジタルデータを出力するものである。

【００１６】心拍検出部７ｂは、被検体Ｐから直接、被
検体Ｐの心拍を検出し、心拍データをデータ収集部７ａ
及び後述するＦＲＵ１５の心拍データ処理部１３ｂに出
力するものである。

【００１７】寝台９は、載置した被検体Ｐを架台１に対
して当該被検体Ｐの体軸方向及びこの体軸と垂直な方向
に移動可能に、かつ体軸を傾動可能に構成される。従っ
て、被検体Ｐを寝台９に載置する際には、寝台９を寝台
駆動部１１ｂにより駆動して、架台１から離間した位置
で寝台面を低く位置させ、また撮像に際して寝台９を架
台１の所定の位置に移動し、さらに被検体Ｐの撮像を所
望とする範囲が前記Ｘ線管３とＸ線検出器５の対の回動
中心に位置するように調整する。

【００１８】そして、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が架台駆動部１１ａによって
被検体Ｐの体軸を中心として回転駆動される。また、こ
のとき、１スキャン毎に寝台駆動部１１ｂで寝台９を当
該被検体Ｐの体軸方向に移動させることにより、断層面
を順次移動した断層画像を得ることが出来る。

【００１９】また、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、寝台位置検出器によって検出され、データ収集部７
ａを介して後述するＦＲＵ１５に出力される。

【００２０】ＦＲＵ（Ｆｉｒｓｔ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕ
ｃｔ Ｕｎｉｔ）１３は、前処理部、画像再構成装置１
３ａ、心拍データ処理部１３ｂ等によって構成される。
画像再構成装置１３ａは、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って、投影データ記憶装置１
５に記憶される投影データを入力して、この投影データ
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（Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）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、この画像再構成装置
１３ａには、記憶装置が内蔵されており、この記憶装置
には、架台１の単位時間当たりの回転数が定格回転数の
場合の他、回転数を２．５％、５％、７．５％、１０％
だけ変更した場合のキャリブレーションデータ等がテー
ブルとして用意される。

【００２１】心拍データ処理部１３ｂは、架台１の心拍
検出部７ｂで得られた心拍データを入力して蓄積すると
共に、この心拍データを解析して操作部１７で指定され
た心拍位相を検出して、同一心拍位相のタイミングでタ
イミング信号を画像再構成装置１３ａに出力する。

【００２２】投影データ記憶装置１５は、架台１のデー
タ収集部７ａで収集され、ＦＲＵ１３を介して入力され
た投影データを順次記憶、蓄積していくものである。操
作部１７は、表示手段及び入力手段としての画像表示部
１７ａ及び操作コンソール１７ｂによって構成される。
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、さらには心拍データ処理部１３ｂから得られ
た心拍データ等の各種データを表示するものであって、
ＣＲＴディスプレイ等が用いられる。また、操作コンソ
ール１７ｂは、コンピュータ１９にプログラムやデータ
の入力及び各種作動を指示するためのキーボードや、ト
ラックボール及びジョイフルスティク等が用いられる。
この操作コンソール１７ｂの操作により、被検体Ｐの所
望とする部位の断層画像を得ることが可能となる。例え
ば、対象が心臓であれば画像表示部１７ａに表示された
図４に示すような心拍データから所望とする位相Ｐｈを
指定することにより、これと同一心拍位相における断層
画像を得ることができる。

【００２３】また、本実施例では、手動で架台１の回転
速度を変更、調整するためのボリュームがコンソール面
に設けられており、心拍データ処理部１３ｂから得られ
た心拍データと架台１の回転速度が同期する場合等、必
要に応じて、このボリュームを操作することにより、手
動で架台１の回転速度を変更、調整することができる。

【００２４】コンピュータ１９は、ＦＲＵ１３、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には記憶装置が内蔵され
ており、この記憶装置を構成するＲＯＭには、コンピュ
ータ１９の制御プログラムが記憶されると共に、ＲＡＭ
には演算データ等が一時的に記憶される。

【００２５】画像記憶装置２１は、主に画像再構成装置
１３ａで再構成された断層像を記憶するものである。機
構制御装置２３は、架台制御部２３ａ、寝台制御部２３
ｂ及び回転数制御部２３ｃによって構成され、それぞれ
コンピュータ１９の制御にしたがって、それぞれ架台、
寝台及び単位時間当たりの回転数（回転速度）等を制御
するものである。架台制御部２３ａは主に架台駆動部１
１ａを制御して、架台１の全体の動作の他、回転速度及
び停止位置等を制御するものである。寝台制御部２３ｂ
は主に寝台駆動部１１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Ｘ線管３とＸ線検出器５の対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ものである。

【００２６】回転数制御部２３ｃは、被検体の単位時間
当りの心拍数が架台１の回転速度と同期したときに、架
台制御部２３ａを介して、架台駆動部１１ａの回転速度
の調整を行うものである。通常、心拍データ処理部１３
ｂで同期していることが検出された場合には、その検出
信号を入力して、若しくは該検出信号によるコンピュー
タ１９の制御により、架台１の回転速度を１０％遅くし
てを回転駆動するように自動的に制御する。

【００２７】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。

【００２８】また高速性、汎用性を高めることを目的と
して、図示しない画像処理装置を設けても良い。具体的
には、この画像処理装置と操作部１７、コンピュータ１
９及び画像記憶装置２１と接続し、主として画像データ
の各種補間処理及び関心領域設定による画像の作成及び
更新処理等の画像処理をＣＰＵ、メモリ等を含むファー
ムウェアで高速に行うものである。この画像処理装置を
設けることにより、コンピュータ１９における前記画像
処理による負荷を軽減することができ、これにより全体
としての処理速度を高速化することが可能となる。

【００２９】次に、本実施例の作用を説明する。ここで
は、本実施例の連続回転型のＣＴ装置を用いて、心臓に
ついての断層画像を得るためのカーディアック再構成に
ついて説明する。被検体Ｐの心臓の位置がＸ線管３とＸ
線検出器５で構成される撮像系の回転中心となるように
寝台９の位置を移動、調整する。

【００３０】次に、被検体Ｐに取付けた心拍センサ等に
より被検体Ｐの心拍を心拍検出部７ｂで検出する。この
心拍は心拍データ処理部１３ｂに出力され、解析され
る。これにより、心拍と回転速度とが同期しないことが
判別されたときには、架台１を定格回転速度で所定回数
だけ連続回転する。この回転の間に被検体Ｐの投影を行
い、投影データの収集を連続して行う。心拍データ処理
部１３ｂに蓄積された心拍データを基に、心拍データが
同一位相（図４ではＰｈ点）の投影データを各スキャン
から取り出し、略１周分のスキャンデータを作成し、断
層画像を再構成することによって、同一心拍位相の心臓
の断層画像を得る。

【００３１】また、予め、心拍データをチェックして、
架台１の回転速度と心拍と同期していると心拍データ処
理部１３ｂで判別された場合には、架台１の回転速度を
何％遅らせるかが検討される。ここでは回転速度を１０
％遅くして架台１を回転駆動する。すなわち、この様に
して決定された架台１の回転速度となるように機構制御
装置２３の回転数制御部２３ｃが、架台制御部２３ａを
介して架台駆動部１１ａを制御する。

【００３２】これにより、調整された回転速度で架台１
が回転駆動する間にスキャンを行い当該被検体Ｐの投影
データを得る。この得られた投影データはデータ収集部
７ａを介してＦＲＵ１３に出力される。このとき、収集
データに被検体の心拍データを付加する。この心拍デー
タをもとに心拍データ処理部１３ｂから出力されるタイ
ミング信号に従って同一心拍位相の約１周分の収集デー
タが抽出され、この抽出された投影データを基に、ＦＲ
Ｕ１３の画像再構成装置１３ａで断層画像の再構成が行
われる。

【００３３】これにより、心拍データと同期することな
く連続的にデータ収集を行うことができる。尚、このと
き回転速度を１０％程度速くするようにしても良いが、
架台１の許容回転速度及び得られたデータの転送能力等
に限界があることから配慮を要する。また、回転速度を
必要以上に遅くするのは被爆の点で好ましくない。

【００３４】また、任意に回転速度を変更し得るように
するためには、キャリブレーションデータ等が膨大な
量、必要されることから現実的ではないので、０％、
２．５％、５％、７．５％、１０％の５段階程度で切り
替えを行うようにすると良い。従って、予め０％、２．
５％、５％、７．５％、１０％のキャリブレーションデ
ータ等の各種データをテーブルに用意しておき、この用
意されているデータが使用できる回転速度に自動調整す
ることになる。尚、この調整はオペレータが操作部１７
を操作して行う、手動調整であっても良い。

【００３５】上述したように、本実施例では連続回転Ｃ
Ｔ装置で連続的にデータ収集することによって、心臓の
断層画像を得ることができ、また架台の回転速度を微調
整することにより収集するデータを有効に活用して、常
にカーディアック再構成を行うことが可能となる。

【００３６】尚、上記の実施例ではＸ線ＣＴ装置に適用
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、任意の方式のＣＴ装置に適用すること
ができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、撮像手段
の回転速度を所定の範囲内で調整することが可能である
ので、被検体の心拍数に拘らず常に同一心拍位相の心臓
の断層画像を再構成することができる。

【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】ＣＴ装置によるカーディアック再構成のための
データ採取を説明するための図である。

【図３】連続回転型のＣＴ装置によるカーディアック再
構成のためのデータ採取を説明するために時間軸に沿っ
て示した図である。

【図４】心拍の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 架台 ３ Ｘ線管 ５ Ｘ線検出器 ７ａ データ収集部 ７ｂ 心拍検出部 ９ 寝台 １１ａ 架台駆動部 １１ｂ 寝台駆動部 １３ ＦＲＵ １３ａ 画像再構成装置 １３ｂ 心拍データ処理部 １５ 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 ２３ａ 架台制御部 ２３ｂ 寝台制御部 ２３ｃ 回転数制御部 ２５ Ｘ線制御装置 ２７ 高電圧発生装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 心拍検出手段で検出した被検体の心拍に
   係るデータと、撮像手段が被検体を回転中心として回転
   して得た当該被検体の投影データとから心拍が同一位相
   である心臓の断層画像を得るＣＴ装置であって、 前記心拍検出手段で検出された心拍数と前記撮像手段の
   回転速度が同期するときには当該撮像手段の回転速度を
   所定の範囲内で調整する回転数制御手段を有することを
   特徴とするＣＴ装置。
2. 【請求項２】 心拍検出手段で検出した被検体の心拍に
   係るデータと、撮像手段が被検体を回転中心として回転
   して得た当該被検体の投影データとから心拍が同一位相
   である心臓の断層画像を得るＣＴ装置であって、 前記心拍検出手段で検出された心拍数と前記撮像手段の
   回転速度とを比較して心拍数と回転速度とが同期すると
   きには当該撮像手段の回転速度を所定の回転速度に制御
   する回転数制御手段と、 この回転数制御手段で制御される回転速度に対応して投
   影データから断層画像を再構成する際に必要とされるデ
   ータを予め記憶して用意しておく記憶手段とを有するこ
   とを特徴とするＣＴ装置。