JPH07323027A

JPH07323027A - コンピュータ断層撮影装置

Info

Publication number: JPH07323027A
Application number: JP6267280A
Authority: JP
Inventors: Manabu Hiraoka; 学平岡; Yuusuke Touki; 裕介東木; Masahiro Ozaki; 真浩尾嵜
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 1994-04-05
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1995-12-12
Anticipated expiration: 2015-09-18
Also published as: JP3090400B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、スキャン中にリアルタイムで
被検体の実際の動きを表示できるコンピュータ断層撮影
装置を提供することである。【構成】本発明のコンピュータ断層撮影装置は、スキャ
ン動作により被検体に関する多方向の投影データを収集
するデータ収集装置１８と、スキャン動作に要する時間
より短時間で多方向の投影データに基づき断層画像デー
タを再構成する再構成部と、断層画像データをスキャン
動作から所定時間後に表示する手段とを具備する。

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、ＣＴと略称する）に係り、特にスキャン動
作を連続的に実行可能なＣＴに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＣＴにおいては、スキャン、画
像再構成、画像表示の３つの処理が時系列的に行なわれ
る。Ｘ線管の回転、またはＸ線管と検出器アレイの一体
的な回転により収集された多方向の投影データはディジ
タル化され、キャリブレーション等の前処理を受けた
後、生データとして磁気ディスク等の大容量記憶装置に
一旦格納される。

【０００３】再構成の際は、磁気ディスクから生データ
が読出され、メモリを介して再構成部に送り込まれる。
再構成部で再構成された断層画像データは、磁気ディス
クに格納されると共に、表示用メモリを介してビデオ信
号としてＣＲＴモニタに転送され表示される。

【０００４】ところで、スリップリングの導入により連
続スキャンが可能になった。この連続スキャンにより、
同一又は複数のスライスに関する複数の多方向の投影デ
ータが時系列的に収集できるようになった。これらの多
方向の投影データは、上述したように磁気ディスクを介
して任意のタイミングで再構成部に読出され、再構成に
供されていた。この再構成処理に要する時間はスキャン
時間より長く、しかも磁気ディスクは格納及びアクセス
時間が長い。したがって、連続スキャンを実行しなが
ら、リアルタイムで断層画像をシネ映像のように連続的
に表示させることはできなかった。

【０００５】近年、再構成の高速処理が検討され、実用
化の域に達しようとしている。これにより、連続スキャ
ンを実行しながら、リアルタイムで断層画像をシネ映像
のように連続的に表示させることが期待されているが、
磁気ディスクの格納及びアクセス時間が長いことが障害
となって実用に至っていない。さらに、磁気ディスクへ
の格納及びアクセスの際の待ち時間が不規則に発生する
ので、スキャン動作から断層画像の表示までの時間間隔
が不規則になって、被検体の実際の動きを再現すること
ができなかった。

【０００６】

【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、スキャン中
にリアルタイムで被検体の実際の動きを表示できるコン
ピュータ断層撮影装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係るコンピュ
ータ断層撮影装置は、スキャン動作により被検体に関す
る多方向の投影データを収集するデータ収集手段と、前
記スキャン動作に要する時間より短時間で前記多方向の
投影データに基づき断層画像データを再構成する画像再
構成手段と、前記断層画像データを前記スキャン動作か
ら所定時間後に表示する表示手段とを具備する。

【０００８】請求項５に係るコンピュータ断層撮影装置
は、第１のスキャン動作に続いて第２のスキャン動作を
実行することにより第１の多方向の投影データに続いて
所定時間後に第２の多方向の投影データを収集するデー
タ収集手段と、前記第１のスキャン動作に要する時間よ
り短時間で前記第１の多方向の投影データに基づいて第
１の断層画像データを再構成し、前記第２のスキャン動
作に要する時間より短時間で前記第２の多方向の投影デ
ータに基づいて第２の断層画像データを再構成する画像
再構成手段と、前記第１の断層画像データを表示し、前
記第１の断層画像データの表示タイミングから前記所定
時間後に第２の断層画像データを表示する表示手段とを
具備する。

【０００９】請求項９に係るコンピュータ断層撮影装置
は、１枚の断層画像データを再構成するのに必要な多方
向の投影データを収集するためのスキャン動作を連続的
に実行可能なコンピュータ断層撮影装置において、前記
スキャン動作を連続的に実行し、断層画像データを連続
的に再構成し、最初のスキャン動作から所定時間後に断
層画像データの連続表示を開始する透視モードと、前記
スキャン動作を１回実行し、１枚の断層画像データを再
構成し、この１枚の断層画像データを表示する撮影モー
ドとを選択的に実行することを特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１に係るコンピュータ断層撮影装置によ
れば、スキャン動作に要する時間より短時間で多方向の
投影データに基づき断層画像データを再構成することが
でき、しかも断層画像データをスキャン動作から所定時
間後に表示するので、スキャン動作から断層画像の表示
までの時間間隔が不規則になって被検体の実際の動きを
再現することができなくなることなく、リアルタイムで
断層画像をシネ映像のように連続的に表示させることが
可能となる。

【００１１】請求項５に係るコンピュータ断層撮影装置
によれば、スキャン動作に要する時間より短時間で断層
画像データを再構成し、しかも第１の断層画像データを
表示してから第２の断層画像データを表示するまでの時
間差を、第１の多方向の投影データを収集してから第２
の多方向の投影データを収集するまでの時間差と同じと
したことにより、スキャン動作から断層画像の表示まで
の時間間隔が不規則になって被検体の実際の動きを再現
することができなくなることなく、リアルタイムで断層
画像をシネ映像のように連続的に表示させることができ
る。

【００１２】請求項９に係るコンピュータ断層撮影装置
によれば、必要に応じて透視モードと撮影モードとを選
択的に実行できる。しかも、透視モードでは、スキャン
動作を連続的に実行し、断層画像データを連続的に再構
成し、最初のスキャン動作から所定時間後に断層画像デ
ータの連続表示を開始するので、リアルタイムで断層画
像をシネ映像のように連続的に表示させることができ
る。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明によるコンピュ
ータ断層撮影装置の第１実施例を説明する。図２は第１
実施例の構成を示す概略図である。本実施例のコンピュ
ータ断層撮影装置は、架台１、寝台２、操作卓３から構
成される。架台１の中心部には、被検体が挿入される開
口部４が設けられている。架台１の前面には、寝台２が
配置される。寝台２は電動で高さが調節できるように構
成されている。寝台２の上面には被検体が載置される天
板５が設けられ、天板５は寝台２の上面から架台１の方
へ電動でスライドできるように構成されている。なお、
図示していないが、架台１の下部にキャスター等が取り
付けられ、架台１が寝台２に向かって手動でスライド可
能となっている。これは、手術と併用してＣＴ透視が用
いられることがあり、この場合、天板５を動かすことよ
りも、架台１を動かすことによってスライス位置を変え
ることが安全性の点から好ましいからである。もちろ
ん、天板５のスライドによりスライス位置を変えること
もできる。なお、撮影モードにおいては、天板５のスラ
イドのみによってスライス位置を変えることが一般的で
ある。

【００１４】操作卓３上にはキーボード（マウスを含ん
でいてもよい）６、ＣＲＴモニタ７が配置され、操作卓
３内には制御部が収納されている。この制御部は架台
１、寝台２のいずれにも接続される。

【００１５】架台１内には、図３に示すように、天板５
上に載置された被検体１０に扇状のＸ線ビームを曝射す
るＸ線管１２と、Ｘ線管１２の焦点を中心として複数の
検出器が円弧状に配列されてなり、被検体１０を透過し
たＸ線を多チャンネルで検出する検出器アレイ１６と
が、被検体１０を挟んで対向したまま一体として被検体
１０の周囲を連続回転することができるように回転部に
支持されている。さらに、このＸ線管１２と検出器アレ
イ１６は、固定部に対してスリップリングを介して電気
的に接続されている。これにより、Ｘ線管１２と検出器
アレイ１６とが被検体１０の周囲を連続回転しながら、
１枚の断層画像の再構成に要する被検体１０に関する多
方向の投影データを連続的に収集することができ、同一
スライス位置で連続して回転する場合は、例えば造影剤
の流入、流出による断層画像の変化を追跡するいわゆる
ダイナミックスキャンが可能となり、また回転に同期し
てスライス位置を変える場合は、いわゆるヘリカルスキ
ャンが可能となる。なお、このタイプのＣＴは、いわゆ
る第３世代（Ｒ／Ｒ方式）と称される。なお、架台１と
しては、このタイプに限定されず、３６０゜にわたって
検出器が被検体の周囲に配列され、Ｘ線管１２のみが回
転するいわゆる第４世代（Ｒ／Ｓ方式）でもよいし、検
出器に加えてＸ線管１２も３６０゜にわたって被検体の
周囲に配置されるいわゆる第５世代（Ｓ／Ｓ方式）でも
よい。

【００１６】架台１の固定部には、Ｘ線を発生させるた
めにＸ線管１２に管電流、管電圧を連続的又はパルス状
に供給するＸ線発生装置１６が設置され、スリップリン
グを介してＸ線管１２に接続されている。また、架台１
の固定部には、データ収集システム（ＤＡＳ;Data Acqu
isition System）１８が設置され、スリップリングを介
して検出器アレイ１６に接続されている。このデータ収
集システム１８は、検出器アレイ１６の各検出器からの
出力信号を時間的に積分する積分器と、この積分器の出
力をチャンネル単位で高速且つシリアルに取り込むため
のマルチプレクサと、このマルチプレクサの出力信号を
ディジタルに変換するアナログディジタルコンバータ等
から構成され、Ｘ線パス毎のＸ線透過率に反映した投影
データを収集し出力する。

【００１７】図４は操作卓３内の制御部２０のブロック
図である。ホストコントローラとしてのＣＰＵ２２が設
けられ、コントロールバス２４とデータバス２６とがこ
のＣＰＵ２２に接続される。ＣＰＵ２２はクロック回路
４２を内蔵し、このクロック回路４２からのクロックを
用いて各部の動作及び時間を管理し、またこのクロック
を共通クロックとして制御部２０内の各部に供給するよ
うになっている。コントロールバス２４には、前処理部
２８、ディスクインターフェース（ディスクＩ／Ｆ）３
０、再構成部３２、表示メモリ３４が接続される。この
コントロールバス２４には、上述したキーボード６、Ｘ
線発生装置１４が接続される。データバス２６には、前
処理部２８、ディスクＩ／Ｆ３０、再構成部３２、表示
メモリ３４、メモリ３６が接続される。ディスクＩ／Ｆ
３０には大容量記憶装置としての磁気ディスク装置３８
が接続される。このデータバス２６には、データ収集シ
ステム１８が接続される。データ収集システム１８から
の投影データは、前処理部２８でキャリブレーション等
の前処理を受けた後、生データとしてデータバス２６を
介して、読み書き可能なＤＲＡＭ等のメモリ３６に一旦
書き込まれ、さらにここから読み出されて再構成部３２
に送られる。再構成部３２は、多方向の投影データに基
づいて断層画像データを再構成する。この断層画像デー
タは、読み書き可能なＤＲＡＭ等の表示用メモリ３４に
一旦書き込まれ、さらにここからＣＲＴモニタ７に読み
出され、断層画像として表示される。また、この断層画
像データは、表示用メモリ３４から読み出され、ディス
クＩ／Ｆ３０を介して磁気ディスク装置３８に格納され
る。

【００１８】次に、本実施例の動作を説明する。図１
は、透視モードのフローチャートである。図５は透視モ
ードのスキャンから表示までの概略的な流れを示す図で
ある。。本実施例では、上述したように動作モードとし
て、透視モードと撮影モードとを有し、キーボード６を
介して入力されたオペレータの指示により、一方のモー
ドが選択的に設定される。動作が開始されると、ステッ
プ＃１０でＸ線管１２、検出器アレイ１６の連続回転が
開始され、連続スキャンが開始される。連続スキャンと
は、スキャン動作を連続的に繰り返すことで定義され
る。スキャン動作とは、Ｘ線管１２と検出器アレイ１６
とが回転しながら、１枚の断層画像を再構成するのに要
する多方向の投影データを収集することで定義される。
連続スキャンの間、スライス位置は固定されていてもよ
いし、変化してもよい。後述するように、本実施例によ
れば、データ収集、画像再構成、表示が一連の動作とし
て高速に行なわれるとともに、１枚分の投影データを収
集するスキャン動作時間から、再構成処理を経て、断層
画像を表示するまでの時間間隔（時間差）が全てのスキ
ャン動作に対して一定であるので、スキャン動作から断
層画像の表示までの時間間隔がメモリ３４，３６への書
き込み、読み出し時の待ち時間の有無等に起因して不規
則になって被検体１０の実際の動きを実時間で再現する
ことができなくなることなく、ほぼリアルタイムで断層
画像をシネ映像のように表示することができる。この透
視モードは、例えば、穿刺治療中に穿刺針の先端の腫瘍
部への到達を、連続スキャンしながら断層画像の連続表
示により確認するために行なわれる。この場合は、連続
スキャン中のスライス位置は固定である。また、通常の
撮影を行なうスライス位置の位置決めのために使用され
ることもできるが、この場合はスライス位置を自由に変
えることが必要になると考えられる。このスライス位置
の変化は天板５のスライドによってもよいが、手術中に
透視モードを使う場合は、種々の管や器材が取り付けら
れている患者を動かすことは好ましくないので、架台１
のスライドによりスライス位置を代えることが望まし
い。なお、この場合、架台１にパワーアシスト機構を備
えておいて、医師が軽快に手動で移動できる構成が好ま
しい。さらに、透視モードの場合のスライス位置の変化
は通常のヘリカルスキャンのように、一定速度である必
要はなく、不規則に停止と移動を繰り返したり、速度を
変化させてもよい。

【００１９】スキャン動作中、データ収集装置１８で収
集され出力される投影データは、前処理部２８でキャリ
ブレーション等の前処理を受けた後、生データとしてメ
モリ３６に順次書込まれる。例えば、Ｘ線管１２と検出
器アレイ１６の回転速度が１秒／１回転とし、１回の連
続スキャンはＸ線管１２と検出器アレイ１６が５０回転
する期間（５０秒）が決められる。この期間は、Ｘ線管
１２の耐熱性及び被検体１０の被曝に対する安全性との
観点から決められる許容時間を越えないように設定され
ている。１回の連続スキャン分の全ての生データを格納
できるように、１回転で２ＭＢの生データが収集される
として、約１００ＭＢの記憶容量をメモリ３６は保有し
ている。また、表示用メモリ３４は、１回の連続スキャ
ンで得られる複数の断層画像データを格納できる記憶容
量を保有している。

【００２０】ステップ＃１２で、１枚の断層画像データ
を再構成するに必要な生データが収集されたか否かがＣ
ＰＵ２２で判定される。収集された場合は、ステップ＃
１４でこの生データがメモリ３６から再構成部３２へ転
送される。なお、スキャン動作は、連続して続行され
る。データ収集装置１８からメモリ３６を介して再構成
部３２に生データを送り込むようにしたので、アクセス
時間の長い磁気ディスクを介するよりも、スキャン動作
から再構成処理を開始するまでの時間を著しく短縮する
ことが可能となった。従来は、全ての生データを磁気デ
ィスク一旦へ格納してから、空いた時間に読出して再構
成していたので、スキャン動作から再構成処理を開始す
るまでに長時間を要して、リアルタイム性を得ることが
できなかった。

【００２１】また、再構成部３２の処理時間は、スキャ
ン動作（データ収集時間）より短縮された高速処理が採
用されている。これによりスキャン動作に対する断層画
像の再構成完了の時間的なずれ、具体的には１枚の断層
画像を再構成するのに必要な投影データの収集を完了し
た時点からそのデータを用いた再構成完了の時点までの
時間差が、スキャン動作を繰り返す毎に累積的に増加す
ることが回避される。この高速処理は、再構成部３２は
複数のプロセッサを並列接続し、ビュー毎、あるいはチ
ャンネル（１検出器が１チャンネルに対応することが一
般的である）毎に生データを分割して再構成処理を並列
で進行する。この並列処理数を増加することによって、
処理スピードを上げることができる。また、クロックを
高速化することによっても、処理スピードを上げること
ができる。

【００２２】再構成の高速処理を実現するために、本実
施例ではさらに３６０゜（１回転）当りのビュー数を減
らす（間引く、もしくは束ねる）ことも採用される。例
えば、通常の撮影の際には、９００ビュー／１回転の投
影データを収集する、つまり１回転する間にデータ収集
装置１８で９００サイクルでデータ収集を繰り返すが、
透視モードの場合は４５０ビュー／１回転でデータ収集
を繰り返す。こうすると、断層画像の空間分解能の低下
が見られるが、連続スキャンによる透視モードの目的は
被検体１０の動きをリアルタイムに近い状態で即時的に
見ることであり、空間分解能の高い断層画像は撮影モー
ドで撮影すればよいので、空間分解能の低下から波及す
るような問題は生じない。さらに、再構成時間の短縮の
ために、再構成の際の画素数（ピクセル数）を減らすこ
とが行なわれてもよい。通常の撮影モードの際は、１枚
の断層画像を５１２×５１２画素のサイズで再構成し、
そのサイズで表示するが、透視モードの際には、２５６
×２５６画素のサイズで再構成し、表示の際に補間して
画素数を５１２×５１２画素に増やすことで時間の短縮
が図れる。

【００２３】さらに、連続スキャンにおいては断層画像
が繰り返し再構成されるが、これを１回転で１枚の断層
画像を再構成し、次の１回転で次の１枚の断層画像を再
構成するとし、さらにＸ線管１２と検出器アレイ１６の
回転速度が１秒／１回転とれば、断層画像は１毎／１秒
のレートで再構成される。本実施例では、この再構成レ
ートを高めるために、特開平４−２６６７４４号公報に
既述した技術を採用してもよい。これは、Ｘ線管１２と
検出器アレイ１６とが微小角度α°（例えばα°＝10
°）回転する毎に、１０°分の投影データから部分画像
を次々に再構成する。そして、３６０°分の３６枚の部
分画像を加算することで、３６０°分の完全な１枚の断
層画像を作成する。さらに一旦、１枚の断層画像が作成
された後は、最新の部分画像をこの断層画像に加算し、
且つ最古の部分画像を当該断層画像から減算することを
繰り返す。これにより、１０°回転する毎に新しい断層
画像が次々と作成されることになり、高い再構成レート
で断層画像を連続的に獲得することができる。また、再
構成レートを高めるために、特公平１−２３１３６号公
報の技術を採用してもよい。この技術とは、１画像分の
一群のプロジェクションデータから再構成画像情報をバ
ックプロジェクションにより得る。そして、この一群の
プロジェクションデータの直後に得た最新のプロジェク
ションデータと、この直後のプロジェクションデータと
位置的に対応する一群の中のプロジェクションデータと
の差分データを、再構成画像情報に対してさらにバック
プロジェクションする。これにより時間的にずれた次の
再構成画像情報を高速で作成することが可能になる。い
ずれの技術も一旦再構成した断層画像を順次更新してい
くという考え方がその根本に存在しており、この考え方
から波及する他の技術を採用して、再構成レートを高め
てもよい。

【００２４】再構成が終了すると、ステップ＃１６で断
層画像データが表示用メモリ３４に書込まれる。次の断
層画像が再構成されて、表示されるタイミングまで、Ｃ
ＲＴモニタ７に現の断層画像をフリーズの状態で表示す
るように、表示用メモリ３４から現の断層画像データを
一定周期で繰り返し読出し、読出したデータをＣＲＴモ
ニタ７に転送している。このような表示方式はＸ線撮影
装置におけるシネ表示と同じである。なお、表示用メモ
リ３４の読出し中に次の断層画像データの書込みを行な
うと、画像の上下で情報が異なってしまうので、読出し
中は書込みを待機させることが必要になる。

【００２５】ステップ＃１８で、１回の連続スキャンが
完了したか否か、すなわちスキャンを開始してから５０
秒が経過したか否かがＣＰＵ２２により判定される。否
の場合は、ステップ＃１２に戻り、次の１枚の断層画像
の再構成に必要なデータの収集が完了するまで待機す
る。１回の連続スキャンが終了した場合は、ステップ＃
２０でメモリ３６内の生データを磁気ディスク３８へ格
納する。なお、生データの保存の必要が無い場合は、ス
テップ＃２０は省略しても構わない。ステップ＃２２で
次の連続スキャンを行なうか否か判定し、行なう場合は
ステップ＃１０へ戻り、行なわない場合は終了する。

【００２６】なお、少なくとも最後の１回の連続スキャ
ン分の生データはメモリ３６に記憶されているので、連
続スキャン終了後、再び断層画像を表示したい場合は、
メモリ３６から読出した生データを再構成すればよい。
上述したように透視モードでは、ほぼリアルタイムで断
層画像を観察できるので、穿刺等の手術の最中に、手術
の支援画像として使われることがある。ただし、術者は
手術中にモニタを観察できないことも多く、助手が見な
がら、術者（医者）に種々の指示を与える。しかし、医
者が１回の連続スキャンの終了後、穿刺の経過を見たい
ことがあり、連続スキャン終了後、最後の断層画像はフ
リーズしておき、医者が指示を与えると、メモリ３６か
ら読出した生データを再構成し、画像をコマ送り表示す
ることで見ることができる。

【００２７】次に１枚の断層画像データのデータ収集か
ら表示までの動作を詳細に説明する。図６はこの動作を
示すタイムチャートである。Ｘ線管１２と検出器アレイ
１６とが被検体１０の周囲を回転しながら微小角度毎に
データ収集システム１８から投影データが出力される。
この投影データは、前処理部２８を介して生データとし
てメモリ３６に次々と書き込まれていく。１枚の断層画
像を再構成するのに必要な全角度分（ 0°〜 360°）の
投影データが全てメモリ３６に書き込まれた後、投影デ
ータはメモリ３６から読み出され、再構成部３２に転送
される。再構成部３２では、断層画像データが高速、つ
まりデータ収集時間よりも短時間で再構成され、表示用
メモリ３４に書込まれる。この間、磁気ディスク３８へ
のアクセスは行なわない。表示用メモリ３４から断層画
像データが読み出され、表示のためにＣＲＴモニタ７へ
送られる。上述したように表示用メモリ３４からの断層
画像データの読み出しは、次の断層画像を表示するまで
繰り返される。

【００２８】ここで、リアルタイムのシネ表示（動画像
表示）にとって重要なのは、スキャン動作から断層画像
表示までの時間短縮の他に、動きの速度を忠実に再現す
ることがある。例えば、１秒間隔でデータ収集した２枚
の断層画像を、１．１秒間隔で切替えて表示すること
は、実際の動きを再現しているものではない。本実施例
では、図７（ａ）に示すように、１枚の断層画像のため
のスキャン動作完了時点（データ収集完了時点）から、
断層画像の表示開始までの時間差△ｔを、全ての断層画
像Ｉ1 ，Ｉ2 ，Ｉ3 …について一定とすることで、換言
すると、図７（ｂ）に示すように、断層画像Ｉ1 ，Ｉ2
を各々のスキャン動作の間隔△ｔ1 に等しい間隔で表示
し、断層画像Ｉ2 ，Ｉ3 を各々のスキャン動作の間隔△
ｔ2 に等しい間隔で表示し、以降同様にスキャン動作の
間隔に等しい時間差をもって断層画像を順次切替え表示
することで、スキャン動作と表示の時間スケールを等価
させて、実際の動きを忠実に再現することを実現する。
一般に、スキャン動作から、表示用メモリ３４への断層
画像データの書き込み終了するまでの時間△ｔ´は、Ｃ
ＰＵ２２にかかる負荷状況によって、例えばスキャン中
は長く、スキャンしていないときは短くなるように、変
動する。したがって、表示用メモリ３４へ断層画像デー
タの書き込みが終了した後、直ちに読み出しを開始する
と、実際の動きを再現することはできない。本実施例で
は、スキャン動作から断層画像データ読み出し開始（表
示開始）までの時間差を、少なくともＣＰＵ２２が最大
負荷を受けているときの時間（最長時間）以上に固定
し、実際の動きを再現することを実現する。この時間制
御は、周知技術で実現可能であり、図４に示すように、
ＣＰＵ２２で各部２８，３２，３４，３６の動作を統括
的に時間制御してもよいし、図８に示すように再構成部
３２と表示用メモリ３４のクロックを共通化してもよい
し、また図示しないが、前処理部２８と表示用メモリ３
４にタイマ回路を装備させて、前処理部２８から表示用
メモリ３４内のコントローラに１枚分の投影データが到
着完了した時刻を通知し、この時刻から一定時間経過し
た時刻に表示用メモリ３４から断層画像データを読み出
すようにしてもよい。

【００２９】以上説明したように、本実施例によれば、
連続スキャンしながら対象の動きをシネ映像のようにほ
ぼリアルタイムに観察することができる。したがって、
血流（造影剤の流れ）を観察したり、この透視下で最適
なタイミングで撮影を実行したり、カテーテルの動き、
血種の変化を見ることでバイオプシー等の支援も可能と
なる。

【００３０】なお、データ収集スピードを高速化する変
形例として、第３世代のＣＴ装置の場合は多管球（例え
ば、３管球）のＸ線管を用いたり、Ｘ線の回転速度を高
速化したり、第５世代のＣＴ装置を用いることにより達
成できる。第５世代のＣＴ装置とは、多数のＸ線管を被
検体の周囲に配置する、あるいは被検体を囲む円環状の
陰極を有する釣鐘状Ｘ線管を用いて電子ビームを走査す
ることにより高速回転を実現する。

【００３１】さらに、データ収集スピード及び再構成時
間を高速化する変形例として、３６０゜分の投影データ
から再構成を行なうのではなく、３６０゜より少ない例
えば１８０°分の投影データから再構成を行なういわゆ
るハーフスキャン再構成方式を採用する。

【００３２】また、連続スキャンに伴う被曝量の増大を
防止する変形例として、低管電流でＸ線を発生できるＸ
線発生装置、パルスＸ線を発生できるＸ線発生装置を採
用する。Ｘ線の線量は管電流ｍＡと曝射時間ｔ（秒）の
積であるｍＡｓに大きく依存する。そのため、線量を低
減するには、管電流を下げればよい。しかし、通常のＣ
Ｔ装置は数百ｍＡの管電流でＸ線を出力するように設計
されているため、数十ｍＡという低い管電流でもＸ線を
出力できるように管電圧、管電流の制御方法を変える。

【００３３】また、被曝量を低減するためには、現在Ｃ
Ｔ装置で主流となっている連続Ｘ線の代わりにパルスＸ
線を使用する方法がある。例えば、図９に示すように、
デューティ比５０％（全時間の１／２の時間だけＸ線を
曝射する）のパルスＸ線を使用すると、連続Ｘ線に比べ
て線量を１／２とすることができる。また、操作卓３内
の制御部にＸ線の曝射を高速にオン／オフ制御する回路
を設け、Ｘ線管１２、検出器アレイ１６の回転の継続、
及びＸ線管１２のプレヒート状態を継続させつつ、高速
にオペレータが意図した時にＸ線をオンしたり、オフす
ることができるようにしてもよい。これにより、Ｘ線の
頻繁なオン／オフを容易に高速に行なうことができ、被
検体の被曝量を減らすことができる。

【００３４】さらに、図１０に示すように、Ｘ線管１２
のＸ線出口、もしくは上部スリット４２付近にアルミニ
ウム、もしくは銅からなるフィルタ４０を設けることに
より被検体の被曝量を低減させることもできる。フィル
タ４０の材質としてはテフロン、モリブデン等もある。
また、フィルタ４０やウェッジ４３の厚さを撮影中に可
変できる構成とすることにより、撮影中に被曝量を調整
することができる。

【００３５】さらに、上述の説明では、断層画像データ
は磁気ディスク３８には保存しないが、ＣＲＴモニタ７
で表示されている断層画像を必要に応じてビデオレコー
ダを用いて保存してもよい。スキャン終了後に、ビデオ
レコーダから断層画像を再生して表示することにより、
コマ送り、逆送りも可能となり、診断が容易となる。ま
た、再構成された画像データや付帯情報をそのままディ
ジタルの形式で録画してもよい。録画されたデータを表
示する場合は、表示３４を経由してＣＲＴモニタ７上に
転送される。ディジタルデータとして録画すると、削除
等の後処理を容易に行なうことができる。

【００３６】

【発明の効果】請求項１に係るコンピュータ断層撮影装
置は、スキャン動作により被検体に関する多方向の投影
データを収集するデータ収集手段と、前記スキャン動作
に要する時間より短時間で前記多方向の投影データに基
づき断層画像データを再構成する画像再構成手段と、前
記断層画像データを前記スキャン動作から所定時間後に
表示する表示手段とを具備したので、スキャン動作に要
する時間より短時間で多方向の投影データに基づき断層
画像データを再構成することができ、しかも断層画像デ
ータをスキャン動作から所定時間後に表示するので、ス
キャン動作から断層画像の表示までの時間間隔が不規則
になって被検体の実際の動きを再現することができなく
なることなく、リアルタイムで断層画像をシネ映像のよ
うに連続的に表示させることが可能となる。

【００３７】請求項５に係るコンピュータ断層撮影装置
は、第１のスキャン動作に続いて第２のスキャン動作を
実行することにより第１の多方向の投影データに続いて
所定時間後に第２の多方向の投影データを収集するデー
タ収集手段と、前記第１のスキャン動作に要する時間よ
り短時間で前記第１の多方向の投影データに基づいて第
１の断層画像データを再構成し、前記第２のスキャン動
作に要する時間より短時間で前記第２の多方向の投影デ
ータに基づいて第２の断層画像データを再構成する画像
再構成手段と、前記第１の断層画像データを表示し、前
記第１の断層画像データの表示タイミングから前記所定
時間後に第２の断層画像データを表示する表示手段とを
具備したので、スキャン動作に要する時間より短時間で
断層画像データを再構成し、しかも第１の断層画像デー
タを表示してから第２の断層画像データを表示するまで
の時間差を、第１の多方向の投影データを収集してから
第２の多方向の投影データを収集するまでの時間差と同
じとしたことにより、スキャン動作から断層画像の表示
までの時間間隔が不規則になって被検体の実際の動きを
再現することができなくなることなく、リアルタイムで
断層画像をシネ映像のように連続的に表示させることが
できる。

【００３８】請求項９に係るコンピュータ断層撮影装置
は、１枚の断層画像データを再構成するのに必要な多方
向の投影データを収集するためのスキャン動作を連続的
に実行可能なコンピュータ断層撮影装置において、前記
スキャン動作を連続的に実行し、断層画像データを連続
的に再構成し、最初のスキャン動作から所定時間後に断
層画像データの連続表示を開始する透視モードと、前記
スキャン動作を１回実行し、１枚の断層画像データを再
構成し、この１枚の断層画像データを表示する撮影モー
ドとを選択的に実行することを特徴としたので、必要に
応じて透視モードと撮影モードとを選択的に実行でき
る。しかも、透視モードでは、スキャン動作を連続的に
実行し、断層画像データを連続的に再構成し、最初のス
キャン動作から所定時間後に断層画像データの連続表示
を開始するので、リアルタイムで断層画像をシネ映像の
ように連続的に表示させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるコンピュータ断層撮影装置の一実
施例における透視モードの動作を示すフローチャート。

【図２】本発明によるコンピュータ断層撮影装置の外観
図。

【図３】図２の架台内部の構造図。

【図４】制御部のブロック図。

【図５】ＣＴ透視の際のスキャン、前処理、再構成、表
示の各処理の経過を示す図。

【図６】１枚の断層画像に関するデータ収集から表示ま
での動作手順を示す図。

【図７】連続スキャンによる複数枚の断層画像のデータ
収集と表示のタイミングを示す図。

【図８】図４の変形を示す図。

【図９】被曝量低減のために使用されるパルスＸ線を示
す図。

【図１０】被曝量低減のために使用されるフィルタを示
す図。

【符号の説明】

１…架台、２…寝台、３…操作
卓、５…天板、６…キーボード、
７…ＣＲＴモニタ、１０…被検体、
１２…Ｘ線管、１４…Ｘ線発生装置、
１６…検出器、１８…データ収集システム、２
０…制御部、２２…ＣＰＵ、２４…コ
ントロールバス、２６…データバス、２８…
前処理部、３０…ディスクＩ／Ｆ、３２…再構
成部、３４…表示用メモリ、３６…メモリ、
３８…磁気ディスク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者尾嵜真浩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

【特許請求の範囲】

【請求項１】スキャン動作により被検体に関する多方
向の投影データを収集するデータ収集手段と、前記スキャン動作に要する時間より短時間で前記多方向
の投影データに基づき断層画像データを再構成する画像
再構成手段と、前記断層画像データを前記スキャン動作から所定時間後
に表示する表示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。
【請求項２】前記データ収集手段は第１のスキャン動
作に続いて第２のスキャン動作を実行することにより第
１の投影データに続いて第２の投影データを収集し、前
記画像再構成手段は前記第１の投影データから第１の断
層画像データを再構成し、前記第２の投影データから第
２の断層画像データを再構成し、前記表示手段は前記第
１のスキャン動作から前記所定時間経過後に前記第１の
断層画像データを表示し、前記第２のスキャン動作から
前記所定時間後に前記第２の断層画像データを表示する
ことを特徴とする請求項１記載のコンピュータ断層撮影
装置。
【請求項３】前記表示手段は前記第２の断層画像デー
タを表示するまで前記第１の断層画像データをフリーズ
表示することを特徴とする請求項１記載のコンピュータ
断層撮影装置。
【請求項４】前記画像再構成手段は、読み書き可能な
メモリを介して前記データ収集手段から前記多方向の投
影データを入力することを特徴とする請求項１記載のコ
ンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】第１のスキャン動作に続いて第２のスキ
ャン動作を実行することにより第１の多方向の投影デー
タに続いて所定時間後に第２の多方向の投影データを収
集するデータ収集手段と、前記第１のスキャン動作に要する時間より短時間で前記
第１の多方向の投影データに基づいて第１の断層画像デ
ータを再構成し、前記第２のスキャン動作に要する時間
より短時間で前記第２の多方向の投影データに基づいて
第２の断層画像データを再構成する画像再構成手段と、前記第１の断層画像データを表示し、前記第１の断層画
像データの表示タイミングから前記所定時間後に第２の
断層画像データを表示する表示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。
【請求項６】前記表示手段は前記第１の断層画像デー
タを前記第１のスキャン動作から一定時間経過後に表示
することを特徴とする請求項５記載のコンピュータ断層
撮影装置。
【請求項７】前記表示手段は前記第２の断層画像デー
タを表示するまで前記第１の断層画像データをフリーズ
表示することを特徴とする請求項５記載のコンピュータ
断層撮影装置。
【請求項８】前記画像再構成手段は、読み書き可能な
メモリを介して前記データ収集手段から前記第１の多方
向の投影データと前記第２の多方向の投影データとを入
力することを特徴とする請求項５記載のコンピュータ断
層撮影装置。
【請求項９】１枚の断層画像データを再構成するのに
必要な多方向の投影データを収集するためのスキャン動
作を連続的に実行可能なコンピュータ断層撮影装置にお
いて、前記スキャン動作を連続的に実行し、断層画像データを
連続的に再構成し、最初のスキャン動作から所定時間後
に断層画像データの連続表示を開始する透視モードと、
前記スキャン動作を１回実行し、１枚の断層画像データ
を再構成し、この１枚の断層画像データを表示する撮影
モードとを選択的に実行することを特徴とするコンピュ
ータ断層撮影装置。
【請求項１０】前記透視モードにおける放射線エネル
ギーが前記撮影モードにおける放射線エネルギーより低
いことを特徴とする請求項１０記載のコンピュータ断層
撮影装置。