JPH10179568A

JPH10179568A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JPH10179568A
Application number: JP25875297A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Miyazaki; 宮崎　　靖; Hiroshi Nishimura; 博西村
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1985-10-14
Filing date: 1985-10-14
Publication date: 1998-07-07
Anticipated expiration: 2014-03-03
Also published as: JP2863153B2; JPH11146873A; JPH11146872A

Abstract

(57)【要約】【目的】ら旋スキャンによるＸ線ＣＴ装置において、
被検体部位に応じた任意の位置への位置設定の自動化を
はかりたい。【構成】被検体を搭載したベッドを移動させながら、
Ｘ線源を連続的に回転させるら旋スキャンを行わせるＸ
線ＣＴ装置において、被検体の任意の部位上の再構成に
必要な走査範囲やスライス位置等を与えることで、その
位置決め及び位置制御及びら旋スキャン計測を実現す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はら旋スキャンを行う
Ｘ線ＣＴ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ら旋スキャンを行ったＸ線ＣＴ装置の従
来例には、「ディジタル画像処理の医用機器への応用と
問題点」（技研センタ主催のセミナー「医用画像のディ
ジタル信号処理技術とその臨床応用への問題点」での発
表論文。昭和５６年１０月２６日。堀場勇夫著。II４２
〜II４４ページ）（従来例Ａと称す）、及び特開昭５９
−１１１７３８号（従来例Ｂと称す）がある。従来例Ａ
は、ら旋スキャンＣＴ装置の原理を示す文献であり、Ｘ
線源を被検体の囲りに回転させること、この回転と共に
被検体を体軸方向に移動させることの２つの特徴を持つ
ら旋スキャンの原理を開示する。更に、従来例Ａは、こ
のら旋スキャンで収集したデータを再構成する旨を開示
する。かくして、ら旋スキャンによるＸ線ＣＴ装置の原
理が記載されたことになる。

【０００３】従来例Ｂは、従来例Ａと同様にら旋スキャ
ンＸ線ＣＴ装置を開示する。更に従来例Ｂは、ら旋スキ
ャンで収集したデータからの再構成法及びアーチファク
ト低減法を各種開示する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記後者従来例は、患
者ベッドの移動及びＸ線スキャナの回転によりら旋スキ
ャンを行う旨の記載はあるが、実際のら旋スキャンを行
うに際しての手順の記載はない。特にら旋スキャン行う
際に、断層像を得るスライス面や、撮影範囲となる走査
範囲を自在に指定できれば、他の部位へのＸ線の無駄な
照射を避けることができ、撮影時間もより短縮できるこ
とになる。

【０００５】本発明の目的は、ら旋スキャンによる再構
成のために必要なら旋走査範囲を与えてら旋スキャン計
測を可能にするＸ線ＣＴ装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ｘ線源を被検
体の周囲に回転させながら被検体を搭載する患者ベッド
を移動させ、被検体の透過Ｘ線をＸ線検出器で検出する
ら旋走査を行ってＸ線ＣＴ計測を行うＸ線ＣＴ装置にお
いて、ら旋走査範囲を設定する手段と、この走査範囲で
患者ベッドの移動及びＸ線源の回転を行わせると共にＸ
線を被検体に照射してら線走査を行う手段と、このら旋
走査で得たら旋データから任意のスライス位置の再構成
に必要な多数の投影データを求める手段と、この投影デ
ータから当該任意のスライス位置の断層像データを再構
成する手段と、を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置
を開示する。更に本発明は、Ｘ線源を被検体の周囲に回
転させながら被検体を搭載する患者ベッドを移動させ、
被検体の透過Ｘ線をＸ線検出器で検出するら旋走査を行
ってＸ線ＣＴ計測を行うＸ線ＣＴ装置において、ら旋走
査範囲を設定する手段と、この走査範囲で患者ベッドの
移動及びＸ線源の回転制御を行うと共にＸ線を被検体に
照射してら線走査を行う手段と、走査範囲中の任意の一
点又は複数の点をスライス位置として選択設定する手段
と、上記ら旋走査で得たら旋データから上記１又は２以
上の選択設定したスライス位置についての再構成に必要
な多数の投影データを求める手段と、この投影データか
ら当該１又は２以上のスライス位置の断層像データを再
構成する手段と、を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装
置を開示する。

【０００７】更に本発明は、Ｘ線源を被検体の周囲に回
転させながら被検体を搭載する患者ベッドを移動させ、
被検体の透過Ｘ線をＸ線検出器で検出するら旋走査を行
ってＸ線ＣＴ計測を行うＸ線ＣＴ装置において、設定さ
れた１点又は２点以上のスライス位置を含むら旋走査範
囲を設定する手段と、この走査範囲で患者ベッドの移動
及びＸ線源の回転制御を行うと共にＸ線を被検体に照射
してら線走査を行う手段と、上記ら旋走査で得たら旋デ
ータから上記設定された１又は２以上のスライス位置に
ついての再構成に必要な多数の投影データを求める手段
と、この投影データから当該１又は２以上のスライス位
置の断層像データを再構成する手段と、を備えたことを
特徴とするＸ線ＣＴ装置を開示する。更に本発明は、Ｘ
線源を被検体の周囲に回転させながら被検体を搭載する
患者ベッドを移動させ、被検体の透過Ｘ線をＸ線検出器
で検出するら旋走査を行ってＸ線ＣＴ計測を行うＸ線Ｃ
Ｔ装置において、ら旋走査範囲を設定する手段と、この
走査範囲で被検体を搭載するベッドの移動及びＸ線源の
回転制御を行わせると共にＸ線を被検体に照射してら線
走査を行う手段と、このら旋走査で得たら旋データから
任意のスライス位置についての再構成に必要な多数の投
影データを、補間処理によって求める手段と、この投影
データから当該任意のスライス位置の断層像データを再
構成する手段と、を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装
置を開示する。更に本発明は、Ｘ線源を被検体の周囲に
回転させながら患者ベッドを移動させ、被検体の透過Ｘ
線をＸ線検出器で検出するら旋走査を行ってＸ線ＣＴ計
測を行うＸ線ＣＴ装置において、ら旋走査範囲を設定す
る手段と、この走査範囲で被検体を搭載するベッドの移
動及びＸ線源の回転を行わせると共にＸ線を被検体に照
射してら線走査を行う手段と、走査範囲中の任意の一点
又は複数の点をスライス位置として選択する手段と、上
記ら旋走査で得たら旋データから上記１又は２以上の選
択設定したスライス位置についての再構成に必要な多数
の投影データを、補間処理によって求める手段と、この
投影データから当該１又は２以上のスライス位置の断層
像データを再構成する手段と、を備えたことを特徴とす
るＸ線ＣＴ装置を開示する。

【０００８】更に本発明は、Ｘ線源を被検体の周囲に回
転させながら患者ベッドを移動させ、被検体の透過Ｘ線
をＸ線検出器で検出するら旋走査を行ってＸ線ＣＴ計測
を行うＸ線ＣＴ装置において、１点又は２点以上のスラ
イス位置を含むら旋走査範囲を設定する手段と、この走
査範囲で被検体を搭載するベッドの移動及びＸ線源の回
転を行わせると共にＸ線を被検体に照射してら旋走査を
行う手段と、上記ら旋走査で得たら旋データから上記１
又は２以上のスライス位置についての再構成に必要な多
数の投影データを、補間処理によって求める手段と、こ
の投影データから当該１又は２以上のスライス位置の断
層像データを再構成する手段と、を備えたことを特徴と
するＸ線ＣＴ装置を開示する。

【０００９】更に本発明は、被検体を搭載するベッドを
被検体の体軸方向に移動させると共に、前記被検体の周
囲を回転するＸ線源により前記被検体に対してら旋状の
スキャンを行い、前記スキャンにより得られたデータを
基にして断層像の再構成を行うＸ線ＣＴ装置において、
前記被検体の体軸方向における断層像を得たい再構成範
囲を設定する手段と、前記設定手段にて設定された再構
成範囲側端の開始位置に基づいて、前記再構成範囲側端
の開始位置における断層像を再構成するに必要な余分な
計測区間及び前記患者ベッドの前記再構成範囲の開始点
とその手前の位置までの加速分を前記再構成範囲の開始
位置に加えた位置まで前記患者ベッドを移動させる患者
ベッド制御手段と、を有することを特徴とするＸ線ＣＴ
装置を開示する。更に本発明は、被検体を搭載するベッ
ドを被検体の体軸方向に移動させると共に、前記被検体
の周囲を回転するＸ線源により前記被検体に対してら旋
状のスキャンを行い、前記スキャンにより得られたデー
タを基にして断層像の再構成を行うＸ線ＣＴ装置におい
て、前記被検体の体軸方向における断層像を得たい再構
成範囲を設定する手段と、前記設定手段にて設定された
再構成範囲に基づいて、前記再構成範囲の両側端位置に
おける断層像をそれぞれ再構成するに必要な余分な計測
区間及び患者ベッドの前記再構成範囲の開始点とその手
前の位置までの加速分及び減速分を前記再構成範囲に加
えた範囲に亘って前記患者ベッドを移動させる患者ベッ
ド制御手段と前記再構成範囲に前記余分な計測区間分を
加えた範囲に対してデータの収集を行うデータ収集手段
と、を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を開示す
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】図２はＲ−Ｒ方式ＣＴ装置の外観
図である。Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管装置（Ｘ線発生装
置）１と、Ｘ線検出器２、Ｘ線管用高電圧発生器（図示
せず）、患者ベッド３より成る。Ｘ線管装置１とＸ線検
出器２とは互いにベッド３上の被検体を挟んで対向した
位置関係にある。この対向した位置関係のもとで、Ｘ線
管装置１とＸ線検出器２とは、連続回転させる。連続回
転のために、Ｘ線管装置１への高電圧装置からの高電圧
は、スリップリングを介して給電させた。この回転速度
は後述の図５の正弦波軌跡からわかるように一定速度で
ある。

【００１１】Ｘ線管装置１とＸ線検出器２とはフレーム
に一体的に搭載させた。フレーム（スキャナ）にスリッ
プリング機構をつけて高電圧を給電させる。

【００１２】患者ベッド３は、スキャナの回転面に垂直
な方向（矢印）に一定速度で移動できる。患者ベッド３
の移動とＸ線管装置１によるＸ線の曝射とＸ線管装置１
の回転とは互いに同期させる。ここで同期とは、後述の
図７の例に示すように、Ｒ₁とＲ₂との区間においてスキ
ャナの回転速度と患者ベッドの移動速度とが各々定まっ
た一定速度で動き、且つこの間においてＸ線が次々に曝
射されるということを意味する。こうした三者の同期が
とれたことで、ら旋スキャンによる走査及びら旋スキャ
ン計測が可能になる。更に、Ｘ線スキャナの定速回転、
及び患者ベッドの定速移動を実現するには、各々図に示
すような所定の速度パターンによる制御を行う。

【００１３】患者ベッド及びＸ線管装置１がそれぞれで
定まる一定速度で移動及び回転することにより、ら旋ス
キャンでの収集データの管理が容易となる利点を持つ。
もし、患者ベッドの移動及びＸ線管装置１の回転がそれ
ぞれ一定でないと、後述する補間処理での係数ａ、ｂの
設定も容易でなく、同一投影角の２つのデータの抽出も
容易でない。

【００１４】今、スキャナは、ある固定された回転面で
連続して、且つ高速で回転させる。このとき、患者ベッ
ド３を図３に示すように一定速度でガントリ開口部４に
挿入し、所望の断層面Ｆを含む範囲（即ち図３に示した
走査範囲Ｗ₀のこと）で走査する。

【００１５】ここで、走査範囲Ｗ₀とは再構成のために
必要な計測区間（撮影区間と同義）であり、所望の断層
面Ｆとはその走査範囲から得られるスライス面のことで
あり、この断層面Ｆの幅の中で種々のスライス面が設定
される。ここでスライス面とは図５の断層面Ｓ（Ｘ_n）
の如き任意に選択する面であり、この面に沿って再構成
像を算出することになる。図で走査範囲Ｗ₀は、Ｂと
Ｂ′とで定まる範囲であり、所望の断層面ＦとはＣと
Ｃ′とで定まる範囲である。Ｂが走査範囲Ｗ₀の走査開
始位置を示す開始点、Ｂ′がその走査終点位置を示す終
了点、Ｃが所望の断層面Ｆの開始点、Ｃ′がその終了点
である。更に、ＡとＡ′とを結ぶ区間が走査範囲Ｗ₀よ
りも広く設定されたベッド移動区間であり、Ａが患者ベ
ッドの移動開始点、Ａ′が患者ベッドの移動停止点であ
る。ＡとＢとを結ぶ区間は患者ベッドが移動開始として
定速移動になるまでに必要充分な時間であり、Ｂ′と
Ａ′とを結ぶ区間は定速移動から減速して停止するまで
の時間である。かくして、走査範囲Ｗ₀では、患者ベッ
ドの定速移動が確保され、Ｘ線スキャンも定速回転がな
され、この区間Ｗ₀で、Ｘ線を曝射することでＣＴら旋
スキャン計測を実行できる。

【００１６】走査範囲Ｗ₀の開始点Ｂから所望の断層面
Ｆの開始点Ｃまでの区間、及び所望の断層面Ｆの終了点
Ｃ′から走査範囲Ｗ₀の終了点Ｂ′までの区間は、補間
のために使用するデータ計測区間である。こうした補間
のために余分にデータを計測することで所望の断層面Ｆ
でのＣＴ断層像を得ることができる。

【００１７】こうした走査に先立って、走査のための位
置決めを行う。位置決めのためには、当然に所望の断層
面Ｆを定め、走査範囲Ｗ₀を定めることが必要である。
所望の断層面Ｆと走査範囲Ｗ₀とは互いに一義的に定ま
るものであることは明らかであり、実際上、どちらか一
方を定めればよい。走査範囲Ｗ₀を定めれば、Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ａ′、Ｂ′、Ｃ′の各位置が得られる。そこで、Ａ
をベッド移動開始点とし、定速移動になるＢを走査範囲
Ｗ₀の開始点とし、Ｃを所望の断層面Ｆの開始点とし、
Ｃ′を所望の断層面Ｆの終了点とし、Ｂ′を走査範囲Ｗ
₀の終了点とし、Ａ′を患者ベッドの停止点とするよう
に位置付けを行う。この後で位置Ａから患者ベッドの移
動を開始する。

【００１８】このように、位置決めには、所望の断層面
Ｆ又はこれに対応する走査範囲Ｗ₀を与え、所望の断層
面Ｆの開始点Ｃ（位置６）に対して、ある距離ａだけ離
れた位置に位置Ａがくるように、ＣとＡとを与える。Ａ
とＢとの区間即ち、距離（ａ−ｂ）の区間がスキャナ及
び患者ベッドが定速になるまでの区間である。更に、Ｂ
とＣとの区間が、患者ベッドが移動する方向での補間を
用いて投影データを得るための、余分に計測する区間で
あることは前述した。患者ベッドが最終断層面Ｃ′（位
置７）を距離ｂだけ過ぎたＢ′面まで達するとＸ線の曝
射は停止され、患者ベッドは減速しＡ′面で停止する。
この様に、患者ベッドを走査中に走査範囲Ｗ₀で定速移
動することによって、静止した被検体から見て、走査範
囲Ｗ₀の区間中には図４（イ）に示すようにら旋状に走
査される。この際のＸ線管装置の被検体に対する片方向
スキャンによる軌跡を図５に示す。

【００１９】以上の走査範囲の設定及び各位置のＡ、
Ｂ、Ｃ、Ａ′、Ｂ′、Ｃ′の設定、及びその後のこの位
置決めを利用しての患者ベッドの制御、Ｘ線曝射の制御
は、後述する図１１で行われる。

【００２０】ら旋状走査によって得た投影データ（以
後、ら旋データと呼ぶ）は、図４に示すように、スキャ
ナを被検体の囲りにら旋状に回転させ走査した場合に得
られる投影データと等価である。

【００２１】ら旋データＳＲは投影角β、及び被検体の
体軸方向の位置Ｘとで決定される。ここで走査開始時の
位置Ｘ₀、スキャナが１回転する間にベッド（及び被検
体）が移動する距離をＤとする。被検体位置Ｘ_nでのス
ライス面（断層面）Ｓ（Ｘ_n）の断層像を再構成するに
は、投影データＲ（β、Ｘ_n）（但し、β＝０゜〜３６
０゜）が必要である。そしてら旋データＳＲから所望断
層面Ｓ（Ｘ_n）の投影データＲ（β、Ｘ_n）を補間によっ
て求め、その投影データから画像再構成する。

【００２２】断層像を求めるには、その断層面における
投影データＲ（β、Ｘ_n）（但し、β＝０゜〜３６０
゜）を求めればよい。ら旋データを一般式で示すと以下
となる。

【数１】ＳＲ＝（β_i、Ｘ_j）但し、投影角β_iは０゜≦β_i≦３６０゜の範囲の値であ
り、位置Ｘ_jは、Ｘ₀≦Ｘ_j≦Ｘ_eを満足する任意の一点で
ある。Ｘ₀は走査開始位置、Ｘ_eは走査終了位置である。
投影角β_iは図５の縦軸のＸ線管高さに相当する。

【００２３】そこで、片方向スキャンにあっては、Ｘ_j
＝Ｘ_nの位置Ｘ_nのスライス面Ｓ（Ｘ_n）における、投影
角β_iでの投影データ

【数２】Ｒ（β_i、Ｘ_n）は、Ｘ_nの前後１回転分（±Ｄ）の区間（即ち、Ｘ_n−Ｄ
＜Ｘ_n＜Ｘ_n＋Ｄの区間）のデータを利用すること、及び
同じ投影角β_iのら旋データから投影角Ｒ（β_i、Ｘ_n）
を補間によって求めること、によって算出する。この補
間は、２点線形補間であり、例えば図５に示す投影角β
₁でみるに、投影角β₁と一致する、Ｘ_nの前後位置は
Ｘ_g、Ｘ_mであり、その時の投影データはＳＲ（β₁、
Ｘ_g）、ＳＲ（β₁、Ｘ_m）であり、且つＸ_gとＸ_nとの距
離ｂはｂ＝Ｘ_n−Ｘ_g、Ｘ_mとＸ_nとの距離ａはａ＝Ｘ_m−
Ｘ_nである故に、補間式は（数３）となる。

【数３】Ｒ（β₁、Ｘ_n）＝｛ＳＲ（β₁、Ｘ_g）×ａ＋
ＳＲ（β₁、Ｘ_m）×ｂ｝／（ａ＋ｂ）この処理をＸ_nを固定したままで、０゜≦β_i≦３６０゜
の３６０゜全方向（全投影角）について行えば、位置Ｘ
_nの投影データが得られる。

【００２４】片方向スキャンでのＸ線ＣＴ装置の実施例
を図１に示す。Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線発生装置１、Ｘ線
検出器２、データ収集回路２Ａ、バッファメモリ１２、
補間回路１３、フィルタ補正回路１４、逆投影演算回路
１５、ＣＲＴ１６より成る。Ｘ線発生装置１…ファン状Ｘ線ビームを発生する。Ｘ線検出器２…透過ファン状Ｘ線ビームの検出を行う多
チャンネル検出素子より成る。データ収集回路２Ａ…多チャンネルの検出器２の検出値
を取り込みプリアンプ、ＡＤ変換等の処理を行い、ら旋
投影データＳＲを得る。

【００２５】２次元バッファ…ｉ×ｊのアドレスを持つ
バッファである。ら旋投影データＳＲを格納する。即
ち、このバッファ１２は投影番号ｉ、スキャナ回転数番
号（何回転目か）ｊで決定づけられる。更にスキャナ１
回転における投影数をｐｐ，スキャナの回転総数（何ス
キャンしたか）をＪＣとすると、ら旋データＳＲのパラ
メータは、この２次元配列の引数ｉ，ｊによって次のよ
うに求められる。

【数４】投影角β_i＝β₀＋（ｉ−１）×Δθ 位置Ｘ_ij＝Ｘ₀＋（ｊ−１）×Ｄ＋（ｉ−１）×ΔＤただし、

【数５】Δθ＝３６０゜／ｐｐ ΔＤ＝Ｄ／ｐｐとなる。

【００２６】補間回路１３…位置Ｘ_nが指定されると、
Ｘ_nにおける投影データＲ（β_i、Ｘ_n）を補間によって
作成する。即ち、ら旋投影データＳＲを投影データＲに
変換する。

【００２７】フィルタ補正回路１４…ぼけ補正を行う。
フィルタ関数は、ぼけ補正の内容によって決まる。逆投影演算回路１５…フィルタ補正回路１４のフィルタ
リング後の出力を逆投影する。これによって断層像を得
る。ＣＲＴ１６…断層像の表示を行う。

【００２８】動作を説明する。Ｘ線発生装置１とＸ線検
出器２とは予め定められた平面上を連続的に回転してい
る。この状態で被検体を乗せたベッド３が一定速度で前
進する。前進の過程で被検体にＸ線発生装置１からのＸ
線が曝射される。この曝射は、ら旋状走査によってなさ
れたものとなる。ら旋状走査によって得る透過Ｘ線は、
Ｘ線検出器２で検出され、データ収集回路２Ａで各種の
前処理及びＡＤ変換される。かくして、ら旋データＳＲ
を得る。このら旋データＳＲは引数ｉ，ｊをアドレスと
する２次元バッファ１２に格納される。被検体の測定範
囲全域にわたって、同様にら旋データＳＲを得、２次元
バッファ１２に格納する。

【００２９】２次元バッファ１２にら旋データが埋まっ
た後に、補間回路１３はら旋データＳＲから所望断層面
の投影データＲを得る。即ち、位置Ｘ_nを指定して所望
断層面を特定化し、位置Ｘ_nにおける投影データＲ
（ｉ，Ｘ_n）を作成する。具体的には、（数４），（数
５）から明らかなように、ら旋データＳＲの被検体の体
軸方向のサンプル位置を横軸に、投影番号ｉを縦軸にと
ると、図６の関係となる。従って、投影データＲ（ｉ，
Ｘ_n）は、次の式で求めることができる。

【数６】Ｒ（ｉ，Ｘ_n）＝｛ＳＲ（ｉ，ｍ）×ａ＋ＳＲ
（ｉ，ｍ＋１）×ｂ｝／（ａ＋ｂ）

【００３０】次に、得られた投影データＲ（ｉ，Ｘ_n）
は、フィルタ補正回路１４でぼけ補正処理を受ける。ぼ
け補正処理後の投影データは逆投影演算回路１５で逆投
影処理され、位置Ｘ_nにおける断層像を得る。ＣＲＴ１
６が断層像を表示する。

【００３１】以上の片方向スキャンに代わって往復両方
向スキャンを行って、そこから補間処理で再構成像を得
ようとする本発明の実施例を述べる。患者ベッドを一方
向だけでなく逆方向にも移動し、図３のＢ面からＢ′面
まで走査させる。この際、往路方向（順方向）移動の軌
跡９と復路方向（逆方向）移動の軌跡８が交差する様に
走査を行うと、被検体は図４（ロ）に示す様に走査され
る。断層像を１枚だけ得る場合を図７（イ）、（ロ）に
より説明する。

【００３２】図７（イ）はスキャナ回転速度１６、患者
ベッド移動速度１７及びＸ線パルス１８の関係をタイム
・チャートで示したものである。図７（ロ）より、１枚
の断層像を得るために必要な１８０゜（あるいはそれ以
上）の走査９を順方向について行い、スキャナがさらに
１８０゜回転するまで患者ベッドの移動・Ｘ線の曝射を
休止させ、１８０゜位相をずらした後（こうすることに
よって、順方向の軌跡と逆方向の軌跡が交差する）、逆
方向に１８０゜（あるいはそれ以上）の走査８を行う
と、被検体に対するＸ線管装置の軌跡９は図７（ロ）に
示す様になる。ただし、破線部は、患者ベッドの移動・
曝射を休止してスキャナのみ回転していることを表わ
す。

【００３３】このように走査した場合、投影データは患
者ベッドが順方向に移動している時の投影データと、逆
方向に移動している時の投影データとの補間によって求
める。また、片方向スキャンでは、どの断層面でも補間
による誤差は同じ条件であったが、両方向スキャンでは
交点を含み、ベッド移動方向に対し垂直な面が最も補間
による誤差が少ない。そこで、図７（ロ）に示した走査
をした場合、断層面１９を求める。

【００３４】図８において、（イ）は上からの、（ロ）
は横からの軌跡の投影である。図７（ロ）における断層
面１９は図８の面Ｓに対応する。面Ｓの断層像を求める
には、面Ｓ上での投影データを求めればよい。そこで、
同じ投影角βをもつ投影データＰ１，Ｐ２を考える。Ｐ
１は順方向、Ｐ２は逆方向移動時の投影データである。
Ｐ１，Ｐ２からは面Ｓ上の投影データＰが求められる。
投影データＰ（ｉ，ｊ）は線形補間を用いれば、

【数７】Ｐ（ｉ，ｊ）＝（Ｐ１（ｉ，ｊ）＋Ｐ２（ｉ，
ｊ））／２ｉ＝１，２，…ＣＮＣＮ：全チャンネル数ｊ＝１，２，…ＮＰＮＰ：全ビュー数と求まる。この処理を０≦β≦１８０゜について行う
と、前半の半走査の投影データが得られる。得られた１
８０゜分の投影データから１枚の断層像を求め、このデ
ータをぼけ補正し逆投影すれば、所望の断層像が得られ
る。

【００３５】尚、図９にはこの両方向スキャンでの図６
対応図を示す。ら旋データの被検体の体軸方向のサンプ
ル位置を横軸に、投影番号を縦軸にとってある。図６と
対比する。図６ではスライス位置Ｘ_nに対し、その両側
の２つの軌跡Ｌ₁とＬ₂とから再構成像を得る。図９で
は、その両側の軌跡Ｌ₃とＬ₄とから再構成像を得る。Ｌ
₁とＬ₂とは位置Ｘ_nの両側に完全に分離されており、そ
の体軸方向幅も大きい。即ち、再構成像を得るのにその
幅の大きい体軸方向の位置から補間で求める必要があ
る。一方、図９では、軌跡Ｌ₃とＬ４とはＸ_nでクロス
し、Ｌ₃とＬ₄との体軸方向の幅も小さい。即ち、スライ
ス位置Ｘ_nにより近い位置のデータで再構成が可能にな
る。この結果、再構成画像の信頼性が高まる。

【００３６】以上の実施例では得られた１８０゜分の投
影データから１枚の断層像を求めたが、他の実施例とし
て３６０゜分の投影データを求め断層像を求める方法を
述べる。図１０において、３６０゜分の投影データを求
めるには、順・逆方向共３６０゜の走査が必要となる。
実施例２の範囲を０゜〜１８０゜とすると、本実施例で
は−９０゜〜２８０゜の範囲で走査が必要となる。前半
の半走査は最初の実施例と同様に求められ、後半の半走
査は図１０（イ）に示すＱ１，Ｑ２から同様にＱが求め
られ、得られた全投影データから１枚の断層像が再構成
できる。ただし、この第２の実施例では後半の半走査を
求める場合、補間に用いる投影データが距離的に遠く離
れてしまい、前半の半走査を求める場合と比べ、補間に
よる誤差が大きくなる点を考えなければならない。しか
し、片方向スキャンに比しては誤差は少ない。

【００３７】図１１は本発明の制御系統図を示す。Ｘ線
制御部１０１は、高圧発生器１１０を制御して高圧電圧
の発生を行わせる。いわゆるＸ線の曝射制御である。回
転フレーム制御部１０２は、Ｘ線管装置（Ｘ線発生器）
とＸ線検出器とを対向して連続回転させる制御だけでは
なく、投影角も加味した制御が可能で、任意に投影角を
制御できる。ベッド移動制御部１０３は、ベッド移動方
向、速度を制御する。ただし、走査最中は一定速度であ
る。

【００３８】システム制御部内の同期化装置１００は、
ベッド位置検出器１１３からの位置情報と、投影角検出
器１１４からの投影角情報を用いて、Ｘ線制御部１０
１、回転フレーム制御器１０２、ベッド移動制御部１０
３の同期をとる。

【００３９】具体的には、各実施例において、予め指定
されたスライス位置が

【数８】Ｘ_n＝Ｘ_s＋３（Ｄ／４）＋ｎ（Ｄ／２）ここで、ｎ＝０、１、２、３、……になるように、走査
開始位置Ｘ_sを決定する。ただし、Ｄはベッド移動スピ
ード及び回転フレームの回転スピードによって決定され
る。また、順方向走査終了時の位置Ｘ_e、及び投影角θ_e
を記憶しておき、逆方向走査の開始位置がＸ_e、開始投
影角がθ_e＋１８０゜になるように、システムを制御す
る。ここで、（数８）を往復動に関してみるに、図９に
示したことから以下のようになる。順方向サンプル点と
逆方向サンプル点との交点は、（Ｄ／２）間隔で発生す
る。Ｘ_n点のデータを補間で求めるためには、Ｘ_n点の前
後、（Ｄ／２）間のサンプルデータが必要とする。Ｘ_n
−Ｘ_s＝（Ｄ／４）のときは、Ｘ_sからＸ_nへの領域のデ
ータが不足（半分しかない）するため、補間データが不
足し、画像再構成ができない。そのために、Ｘ_n−Ｘ_s＝
３（Ｄ／４）以降のものについて有効となる。ここで、
Ｘ _n−Ｘ_s＝（Ｄ／４）は、ｎ＝−１のとき、Ｘ_n−Ｘ_s＝
３（Ｄ／４）はｎ＝０に対応する。

【００４０】第３世代（Ｒ−Ｒ方式）ＣＴ装置におい
て、投影データから断層像を再構成するアルゴリズムと
しては、検出された扇状ビームデータをそのまま逆投影
するダイレクト法と、扇状ビームデータを並行ビームデ
ータに変換してから逆投影するアレンジ法などが知られ
ているが、本発明はそれらのアルゴリズムや世代によら
ず、例えばコーンビームを利用したら旋スキャンや電子
走査形等種々の適用ができ、効果を発揮する。

【００４１】更に、補間法としては、線形補間の他に２
次、３次等の高次補間（数スライス分）も可能である。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、走査範囲を任意の位置
に自在に設定でき、更には、この設定した走査範囲で、
ら旋スキャンにおける位置決めができ、任意の部位での
ら旋スキャン計測を実現できることになった。更に、ス
ライス位置は、任意のどこでも可能であり、断層像をそ
の任意の位置で自在に生成可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＣＴ装置の実施例図である。

【図２】Ｒ−Ｒ方式ＣＴ装置の外観図である。

【図３】片方向スキャンの説明図である。

【図４】片方向スキャンと両方向スキャンの説明図であ
る。

【図５】回転位置とら旋データとの関係図である。

【図６】位置と投影番号との関係図である。

【図７】本発明の実施例でのタイムチャート及び軌跡を
示す図である。

【図８】本発明の実施例での軌跡を示す図である。

【図９】本発明の両方向スキャンでの位置と投影番号と
の関係図である。

【図１０】本発明の他の実施例の説明図である。

【図１１】本発明のシステム構成図である。

【符号の説明】

１Ｘ線管装置２Ｘ線検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線源を被検体の周囲に回転させながら
被検体を搭載する患者ベッドを移動させ、被検体の透過
Ｘ線をＸ線検出器で検出するら旋走査を行ってＸ線ＣＴ
計測を行うＸ線ＣＴ装置において、ら旋走査範囲を設定する手段と、この走査範囲で患者ベッドの移動及びＸ線源の回転を行
わせると共にＸ線を被検体に照射してら線走査を行う手
段と、このら旋走査で得たら旋データから任意のスライス位置
の再構成に必要な多数の投影データを求める手段と、この投影データから当該任意のスライス位置の断層像デ
ータを再構成する手段と、を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】Ｘ線源を被検体の周囲に回転させながら
被検体を搭載する患者ベッドを移動させ、被検体の透過
Ｘ線をＸ線検出器で検出するら旋走査を行ってＸ線ＣＴ
計測を行うＸ線ＣＴ装置において、ら旋走査範囲を設定する手段と、この走査範囲で患者ベッドの移動及びＸ線源の回転制御
を行うと共にＸ線を被検体に照射してら旋走査を行う手
段と、走査範囲中の任意の一点又は複数の点をスライス位置と
して選択設定する手段と、上記ら旋走査で得たら旋データから上記１又は２以上の
選択設定したスライス位置についての再構成に必要な多
数の投影データを求める手段と、この投影データから当該１又は２以上のスライス位置の
断層像データを再構成する手段と、を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】Ｘ線源を被検体の周囲に回転させながら
被検体を搭載する患者ベッドを移動させ、被検体の透過
Ｘ線をＸ線検出器で検出するら旋走査を行ってＸ線ＣＴ
計測を行うＸ線ＣＴ装置において、設定された１点又は２点以上のスライス位置を含むら旋
走査範囲を設定する手段と、この走査範囲で患者ベッドの移動及びＸ線源の回転制御
を行うと共にＸ線を被検体に照射してら線走査を行う手
段と、上記ら旋走査で得たら旋データから上記設定された１又
は２以上のスライス位置についての再構成に必要な多数
の投影データを求める手段と、この投影データから当該１又は２以上のスライス位置の
断層像データを再構成する手段と、を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】Ｘ線源を被検体の周囲に回転させながら
被検体を搭載する患者ベッドを移動させ、被検体の透過
Ｘ線をＸ線検出器で検出するら旋走査を行ってＸ線ＣＴ
計測を行うＸ線ＣＴ装置において、ら旋走査範囲を設定する手段と、この走査範囲で被検体を搭載するベッドの移動及びＸ線
源の回転制御を行わせると共にＸ線を被検体に照射して
ら線走査を行う手段と、このら旋走査で得たら旋データから任意のスライス位置
についての再構成に必要な多数の投影データを、補間処
理によって求める手段と、この投影データから当該任意のスライス位置の断層像デ
ータを再構成する手段と、を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】Ｘ線源を被検体の周囲に回転させながら
患者ベッドを移動させ、被検体の透過Ｘ線をＸ線検出器
で検出するら旋走査を行ってＸ線ＣＴ計測を行うＸ線Ｃ
Ｔ装置において、ら旋走査範囲を設定する手段と、この走査範囲で被検体を搭載するベッドの移動及びＸ線
源の回転を行わせると共にＸ線を被検体に照射してら線
走査を行う手段と、走査範囲中の任意の一点又は複数の点をスライス位置と
して選択する手段と、上記ら旋走査で得たら旋データから上記１又は２以上の
選択設定したスライス位置についての再構成に必要な多
数の投影データを、補間処理によって求める手段と、この投影データから当該１又は２以上のスライス位置の
断層像データを再構成する手段と、を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】Ｘ線源を被検体の周囲に回転させながら
患者ベッドを移動させ、被検体の透過Ｘ線をＸ線検出器
で検出するら旋走査を行ってＸ線ＣＴ計測を行うＸ線Ｃ
Ｔ装置において、１点又は２点以上のスライス位置を含むら旋走査範囲を
設定する手段と、この走査範囲で被検体を搭載するベッドの移動及びＸ線
源の回転を行わせると共にＸ線を被検体に照射してら旋
走査を行う手段と、上記ら旋走査で得たら旋データから上記１又は２以上の
スライス位置についての再構成に必要な多数の投影デー
タを、補間処理によって求める手段と、この投影データから当該１又は２以上のスライス位置の
断層像データを再構成する手段と、を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】上記走査範囲は、スライス位置に対応し
て定められたものとする請求項１のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】上記走査範囲は、走査開始位置Ｘｓ並び
に走査終了位置Ｘｅで定められたものとする請求項１の
Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項９】上記走査範囲は、スライス位置に対応し
て定められたものとする請求項４のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】上記走査範囲は、走査開始位置Ｘｓ並
びに走査終了位置Ｘｅで定められたものとする請求項２
のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】被検体を搭載するベッドを被検体の体
軸方向に移動させると共に、前記被検体の周囲を回転す
るＸ線源により前記被検体に対してら旋状のスキャンを
行い、前記スキャンにより得られたデータを基にして断
層像の再構成を行うＸ線ＣＴ装置において、前記被検体
の体軸方向における断層像を得たい再構成範囲を設定す
る手段と、前記設定手段にて設定された再構成範囲側端
の開始位置に基づいて、前記再構成範囲側端の開始位置
における断層像を再構成するに必要な余分な計測区間及
び前記患者ベッドの前記再構成範囲の開始点とその手前
の位置までの加速分を前記再構成範囲の開始位置に加え
た位置まで前記患者ベッドを移動させる患者ベッド制御
手段と、を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】被検体を搭載するベッドを被検体の体
軸方向に移動させると共に、前記被検体の周囲を回転す
るＸ線源により前記被検体に対してら旋状のスキャンを
行い、前記スキャンにより得られたデータを基にして断
層像の再構成を行うＸ線ＣＴ装置において、前記被検体
の体軸方向における断層像を得たい再構成範囲を設定す
る手段と、前記設定手段にて設定された再構成範囲に基
づいて、前記再構成範囲の両側端位置における断層像を
それぞれ再構成するに必要な余分な計測区間及び患者ベ
ッドの前記再構成範囲の開始点とその手前の位置までの
加速分及び減速分を前記再構成範囲に加えた範囲に亘っ
て前記患者ベッドを移動させる患者ベッド制御手段と前
記再構成範囲に前記余分な計測区間分を加えた範囲に対
してデータの収集を行うデータ収集手段と、を有するこ
とを特徴とするＸ線ＣＴ装置。