JPH1033522A - ヘリカルスキャン型ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 往復回転しかできないケーブル式Ｘ線ＣＴ装
置で連続回転式ヘリカルスキャン型Ｘ線ＣＴ装置と同様
にヘリカルスキャンデータを得る。 【解決手段】 Ｘ線管１２とＸ線検出器１３とが一方向
に回転するときこれに同期して被検者２０を載せた検査
台２１を移動装置２２により移動させ、同時に画像再構
成装置１５でデータ収集するようコントローラ１７が制
御する。さらに、コントローラ１７は、１回の移動・回
転・データ収集の終了時点での移動方向位置からつぎの
回の移動・回転・データ収集における直線移動が開始さ
れるよう、移動装置２２を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ヘリカルスキャ
ン型Ｘ線ＣＴ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヘリカルスキャン型Ｘ線ＣＴ装置は、被
検体をＸ線ビームにより螺旋状にスキャンし収集した螺
旋状データから３次元画像を再構成するものである。こ
のヘリカルスキャン型Ｘ線ＣＴ装置では、角度によって
スライス位置が変わっていくヘリカル状スキャンによる
ため３６０゜のすべての方向の投影データを一つの完全
な平面状スライス面より収集することができないことか
ら再構成画像も制約を受けるが、スライス厚さ方向につ
いては連続的にデータ収集できることにより再構成され
た３次元画像のスライス厚さ方向の連続性が良好である
という利点がある。

【０００３】そのため、このヘリカルスキャン型Ｘ線Ｃ
Ｔ装置で得られた３次元画像は、生体内部組織の３次元
構造を把握するのに好適である。たとえば、骨の３次元
構造を良好に表わすことができ、骨粗しょう症の診断に
非常に役立つものとなっている。

【０００４】従来のヘリカルスキャン型Ｘ線ＣＴ装置
は、連続回転式として構成されている。この連続回転式
ヘリカルスキャン型Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管とＸ線検出
器に対する信号および電力の伝送をスリップリングを介
して行なうことによりこれらを一方向に連続的に回転で
きるようにし、Ｘ線曝射・データ収集しながらこれらを
連続回転させ、同時に被検体を直線的に移動させてＸ線
ビームによる螺旋状のスキャンを行なうようにしたもの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヘリカ
ルスキャンにより収集したデータから再構成した３次元
画像は上記の通り利点を有しているものの、従来では特
別の高価な連続回転式Ｘ線ＣＴ装置を用いなければなら
ないという問題があった。比較的安価で普及しているケ
ーブル式Ｘ線ＣＴ装置ではＸ線管・検出器を連続回転さ
せることはできない。

【０００６】このケーブル式Ｘ線ＣＴ装置を用いて３次
元画像を得ようとするなら、細かいスライス間隔で多数
のスライス面でのデータ収集を行ない、その各々につい
て画像再構成すればよいようにも思われる。しかし、こ
の場合、各スライス面は完全な平面であり、これについ
てデータ収集できるので、各スライス面の再構成画像は
完全なものとなるが、スライス厚さ方向にはデータサン
プリング位置が不連続となる。つまり、飛び飛びの位置
にある各スライス面についての２次元画像が得られるの
にすぎない。そのため、ヘリカルスキャンによって得た
３次元画像におけるスライス厚さ方向の連続性は得られ
ず、３次元的な構造把握の容易性という点では劣るもの
となる。また、細かいスライス間隔での多数のスライス
面でデータ収集することは、非常に時間がかかるという
問題もある。

【０００７】この発明は、上記に鑑み、往復回転しかで
きないケーブル式Ｘ線ＣＴ装置でもヘリカルスキャンを
行なって３次元画像を得ることができるようにした、ヘ
リカルスキャン型Ｘ線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】上記の目的を達成するた
め、この発明によるヘリカルスキャン型Ｘ線ＣＴ装置に
おいては、Ｘ線発生器と、このＸ線発生器に対向配置さ
れるＸ線検出器と、これらＸ線発生器とＸ線検出器とを
対向した状態で一体に往復回転させる回転装置と、Ｘ線
発生器とＸ線検出器との間に被検体を相対的に挿入する
とともにその挿入方向に相対的に直線移動させる移動装
置と、上記の回転に同期して直線移動を行なわせるとと
もにこの回転・移動の最中にデータ収集するよう制御
し、かつ１回の回転・移動・データ収集が終了しつぎの
１回の回転・移動・データ収集が開始されるときに、上
記の終了時点での上記移動方向位置からつぎの直線移動
が開始されるよう移動装置を制御する制御装置と、収集
したデータから画像再構成処理を行なう画像再構成装置
とが備えられることが特徴となっている。

【０００９】Ｘ線発生器とＸ線検出器の一方向への回転
と同期して被検体の直線移動が行われ、この回転・移動
の最中にデータが収集される。１回の回転・移動・デー
タ収集が終了したとき、反対方向への回転によって元の
回転角度に戻されその後上記の一方向への回転がなされ
るか、反対方向への回転がなされ、この回転に同期して
被検体の直線移動が行われ、この回転・移動の最中にデ
ータが収集されて、つぎの回の回転・移動・データ収集
が終了する。先の回の回転・移動・データ収集の終了時
点での直線移動方向の位置から、つぎの回の回転・移動
・データ収集における直線移動が開始される。そのた
め、直線移動方向において、連続したデータ収集がで
き、これを用いて画像再構成することにより、スライス
厚さ方向に滑らかな３次元画像を得ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図１におい
て、ガントリ１１にはＸ線管１２とＸ線検出器１３とが
対向配置されており、回転装置１４によってＸ線管１２
とＸ線検出器１３とが紙面に直角な平面内で回転するよ
うにされている。このＸ線管１２とＸ線検出器１３は、
ガントリ１１の固定側にケーブルで接続されて信号の送
受や電力の供給がなされるようになっており、ケーブル
接続であるため回転範囲は３６０°よりやや大きい角度
範囲に限られ、その角度範囲で往復回転させられる。

【００１１】このＸ線管１２とＸ線検出器１３とに挟ま
れる空間内に検査台２１に横たえられた被検者２０が挿
入される。検査台２１は移動装置２２によって直線的に
移動させられるようになっている。この移動装置２２お
よび上記の回転装置１４はコントローラ１７によって制
御されており、直線移動と往復回転運動とが後述のよう
に同期して行われる。

【００１２】紙面の左右方向をＺ、上下方向をＹ、紙面
に垂直な方向をＸとすると、Ｘ線管１２とＸ線検出器１
３はＸ−Ｙ平面内で回転し、被検者２０がこのＸ−Ｙ平
面に垂直なＺ方向に矢印で示すように挿入されることに
なる。被検者２０から見ると、Ｙ方向が前後方向、Ｘ方
向が左右方向、Ｚ方向が体軸方向ということになる。つ
まり、体軸に直角なＸ−Ｙ平面内でＸ線が回転スキャン
させられることになり、Ｘ線検出器１３からは、そのＸ
線が通る平面内でのＸ線吸収に関する各角度方向の投影
データが検出データとして得られる。この検出データが
回転装置１４からの角度信号および移動装置２２からの
位置信号（被検者２０のＺ方向位置を表わす）とともに
画像再構成装置１５に送られる。

【００１３】コントローラ１７の制御下で同期した被検
者２０の直線移動とＸ線管１２・Ｘ線検出器１３の往復
回転運動とについて図２を参照して説明する。時間ｔ１
からスタートするものとすると、ｔ２までの間は助走期
間であり、直線移動、回転運動とも一定速度になったｔ
２からｔ３までの間にデータ収集が行われるようコント
ローラ１７によって画像再構成装置１５が制御される。
このとき、ｔ３までの間に０°→３６０°の回転がなさ
れるとともにＺ１→Ｚ２の直線移動がなされる。ｔ３に
なると減速期間に入りｔ４に至って回転運動、直線運動
とも停止するが、これら両運動はただちに反対方向に向
けられる。すなわち回転運動は元の０°にまで戻す必要
があるとともに、Ｚ方向では減速期間で位置Ｚ２よりも
移動しているので、Ｚ２にまで戻す必要があるからであ
る。そしてｔ５までがこの戻りの期間であり、ｔ５にな
ると、Ｚ方向にはＺ２よりもつぎの助走期間で必要な距
離だけ後退した位置にまで戻り、回転方向には０°より
もつぎの助走期間で必要な角度だけさらに戻された角度
にまで戻る。

【００１４】そこで、再び助走、定速運動、減速、戻り
の各動作が順次行われ、Ｚ２→Ｚ３での０°→３６０°
のデータ収集がなされ、回転方向には０°に戻され、直
線移動方向には行き過ぎが戻される。同様に繰り返され
て、Ｚ３→Ｚ４での、およびそれに続くＺ方向範囲での
０°→３６０°のデータ収集が順次なされていく。

【００１５】したがって、画像再構成装置１５において
収集される投影データは、図３の太い実線で示すような
ものとなり、連続回転式のヘリカルスキャン型Ｘ線ＣＴ
装置と同様にＺ方向に連続したデータの収集が行われた
ことになる。そのため、画像再構成装置１５においてこ
のデータを１８０°補間または３６０°補間することに
よって任意のＺ方向位置での画像を再構成することがで
き、被検者２０の体軸方向に滑らかな３次元画像が得ら
れ、これをディスプレイ装置１６で表示することができ
る。

【００１６】上記では、つねに０°にまで戻して０°→
３６０°と回転させてこの０°→３６０°の回転中にデ
ータ収集しているが、３６０°まで回転した後０°にま
で戻す過程でデータ収集するようにしてもよい。図２で
説明すると、点線で示すように、減速期間が終わった時
点ｔ４で回転運動は一時停止する。そして、Ｚ方向での
直線移動の行き過ぎを戻す期間が終わる時点ｔ５まで回
転運動は停止しており、ｔ５になったら反対方向の回転
を開始して助走期間に入り、ｔ６から反対方向の一定速
度回転となり、ｔ７で０°に戻る。この定速回転期間ｔ
６→ｔ７でＺ方向の直線移動も定速となっており、この
期間で３６０°→０°の角度範囲でのデータ収集を行な
う。この場合、Ｚ方向および回転方向でのデータ収集は
図３の太い点線のようになり、Ｚ方向に連続したデータ
の収集ができる。

【００１７】このような往復回転式のヘリカルスキャン
では、データ収集をつねに０゜から始まる一方向の回転
で行なう場合０°にまで戻す必要があり、あるいはデー
タ収集を正転側および逆転側で行なう場合でも回転方向
を反転させる必要があるため、連続回転式のヘリカルス
キャンのようには連続回転・連続データ収集できず、連
続回転式のヘリカルスキャンと比較して時間が余計にか
かることになる。しかし、余計にかかる時間は助走・減
速・戻りの期間だけであり、それほど長くなるわけでは
ない。むしろ、安価で且つ普及しているケーブル式のＸ
線ＣＴ装置においてヘリカルスキャンを実現し、スライ
ス厚さ方向に連続しているデータを収集して良好な３次
元画像を得ることができる点を積極的に評価すべきであ
る。

【００１８】なお、この発明は、上記の説明に限定され
ることなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々に
変更可能である。たとえば、上記ではガントリ１１が固
定され、検査台２１の移動により被検者２０を移動させ
るように構成したが、検査台２１、被検者２０を固定
し、ガントリ１１を移動させるよう構成することもでき
る。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のヘリカ
ルスキャン型Ｘ線ＣＴ装置によれば、ケーブル式の往復
回転運動しかできないＸ線ＣＴ装置でも、連続回転式ヘ
リカルスキャン型Ｘ線ＣＴ装置と同様にスライス厚さ方
向に連続したデータを収集することができ、スライス厚
さ方向に滑らかな３次元画像を再構成することができ
る。ケーブル式のＸ線ＣＴ装置は安価でありまた普及し
ているため、これを用いて、連続回転式ヘリカルスキャ
ン型Ｘ線ＣＴ装置と同様のヘリカルスキャンを行なうこ
とができることは実際上きわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示す模式図。

【図２】直線運動および回転運動を説明するためのタイ
ムチャート。

【図３】Ｚ方向のデータ収集位置と角度との関係を示す
図。

【符号の説明】

１１ ガントリ １２ Ｘ線管 １３ Ｘ線検出器 １４ 回転装置 １５ 画像再構成装置 １６ ディスプレイ装置 １７ コントローラ ２０ 被検者 ２１ 検査台 ２２ 移動装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線発生器と、このＸ線発生器に対向配
   置されるＸ線検出器と、これらＸ線発生器とＸ線検出器
   とを対向した状態で一体に往復回転させる回転装置と、
   Ｘ線発生器とＸ線検出器との間に被検体を相対的に挿入
   するとともにその挿入方向に相対的に直線移動させる移
   動装置と、上記の回転に同期して直線移動を行なわせる
   とともにこの回転・移動の最中にデータ収集するよう制
   御し、かつ１回の回転・移動・データ収集が終了しつぎ
   の１回の回転・移動・データ収集が開始されるときに、
   上記の終了時点での上記移動方向位置からつぎの直線移
   動が開始されるよう移動装置を制御する制御装置と、収
   集したデータから画像再構成処理を行なう画像再構成装
   置とを有することを特徴とするヘリカルスキャン型Ｘ線
   ＣＴ装置。