KR101116456B1 - Ｃｔ 장치 - Google Patents

Abstract

테이블(4)을 xy 방향으로 이동시키는 XY 기구(6)와, z 방향으로 이동시키는 승강 기구(7)와, 어느 회전 위치에서 X선 검출기(3)가 검출한 제 1 투과상(透過像)을 표시하는 표시부(9a)와, 표시부(9a)에 표시된 제 1 투과상 상에서 주목부의 설정을 접수하는 ROI 설정부(9c)에 의해 제 1 투과상 상에서 주목부가 설정되면, 이동 제어부(9d)에 의해 XY 기구(6)를 제어하여 테이블(4)을 소정 거리 xy 이동시키고 나서 또는 승강 기구(7)를 제어하여 테이블(4)을 소정 거리 z 이동시키고 나서 제 2 투과상을 X선 검출기(3)로 검출시켜서, 제 1 투과상과 제 2 투과상으로부터 주목부의 투과상 상의 이동량을 구하며, 구한 투과상 상의 이동량으로부터 주목부의 xy 면에 따른 위치를 구하고, XY 기구(6)를 제어하여 주목부를 회전축(RA) 상에 맞추도록 테이블(4)을 xy 이동시킨다.

Description

ＣＴ 장치{CT APPARATUS}

본 발명은 피검체의 단면상을 촬영하는 컴퓨터 단층 촬영 장치(이하 CT(Computed Tomography) 장치라고 기재한다)에 관한 것이다.

종래의 CT 장치로, 소위 RR(Rotate Rotate) 방식(제 3 세대 방식)이라고 불리는 CT 장치는, 방사선원으로부터 발생하는 방사선(X선)을 피검체를 향해서 조사하고, 피검체를 방사선의 광축의 방향에 대해 교차하는 회전축으로 방사선에 대하여 상대적으로 회전시켜서, 1회전 중 소정 회전 위치마다 피검체로부터 투과되어 오는 방사선을 1차원 또는 2차원의 복수 검출 채널을 갖는 방사선 검출기로 검출하고, 이 검출기 출력으로부터 피검체의 단면상 내지 3차원 데이터를 획득하는(단층 촬영하는) 것이다.

종래 예로서 도 8a 및 도 8b에, 일본 특허 공개 제 2002-310943호 공보(이하, 「특허 문헌 1」이라고 한다)에 기재되어 있는 CT 장치의 구성을 나타낸다. 도 8a는 평면도를 나타내고, 도 8b는 정면도를 나타내고 있다. X선관(101)과, 여기에서 발생하는 원뿔 형상의 X선빔(102)을 2차원의 분해능으로 검출하는 X선 검출 기(103)가 대향해서 배치되어, 이 X선빔(102)에 들어가도록 테이블(104) 상에 탑재된 피검체(105)의 투과상(투과 데이터)을 얻게 되어 있다.

테이블(104)은 XY 기구(106) 상에 배치되고, XY 기구(106)는 회전?승강 기구(107) 상에 배치되어 있다. 피검체(105)의 단면상을 촬영하는 경우에는 테이블(104)을 회전축(RA)에 대하여 회전?승강 기구(107)에 의해 1회전시키면서 다수의 방향에 대하여 투과상을 획득한다(스캔이라고 한다). 이 스캔에 의해 획득된 다수의 투과상을 제어 처리부(108)에서 처리하여 피검체(105)의 단면상(1장 내지 다수장)을 얻는다.

여기서, XY 기구(106)는 회전축(RA)에 대해 테이블(104)을 회전축(RA)과 직교하는 면 내에서 이동시키고, 피검체(105)의 주목부가 회전축(RA) 상으로 되도록 위치 조정하기 위해서 사용된다.

또한, 회전축(RA) 및 X선 검출기(103)는 시프트 기구(109)에 의해 X선관(101)에 접근시키거나 혹은 멀리할 수 있고, 목적에 따라서 촬영 배율(=FDD/FCD)을 변경할 수 있게 되어 있다.

도 8a 및 도 8b에 도시된 단면상 시야(혹은 스캔 영역이라 한다)(110)는 테이블(104)이 회전축(RA)에 대해 1회전하는 동안에, 항상 X선 검출기(103)에서 검출되는 X선빔(102)에 포함되는 영역으로 정의된다. 단면상 시야(110)는 회전축(RA)을 축으로 하는 대략 원통 형상의 영역으로, 무리없이 단면상을 재구성할 수 있는 영역이다.

그런데, 촬영에 앞서서, 피검체(105)의 주목부를 단면상 시야(110)에 들어가 게 할 필요가 있지만, 단면상 시야(110)를 직접 눈으로 볼 수 없기 때문에 주목부의 위치 설정이 어렵다. 그래서, 특허 문헌 1의 CT 장치에서는 촬영 배율을 낮게 설정한 상태로 임시 단층 촬영을 행하여 얻은 단면상을 표시하고, 이 단면상 상에서 조작자가 주목부를 ROI(Region of Interest)로 지정하면, 이 ROI 지정한 부분의 중앙이 회전축 상에 오도록 자동적으로 XY 기구(106)를 제어하고 있다.

종래 기술에서는 피검체의 주목부가 회전축 상에 오도록 배치할 때, 임시 단층 촬영을 행하여, 임시 단면상을 재구성하고 있었다. 이 때문에, 조작자로서는 주목부를 ROI 지정하기 전에, 임시 단층 촬영과 임시 단면상의 재구성 시간을 기다려야 해서, 사용하기 간편하지 않았다.

따라서, 본 발명의 목적은 피검체의 주목부를 간편하게 회전축 상에 맞출 수 있는 CT 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 테이블 상에 탑재된 피검체를 향해서 방사선을 방사하는 방사선원과, 상기 피검체를 투과한 방사선을 검출하여 투과상으로서 출력하는 방사선 검출 수단과, 상기 방사선과 교차하는 회전축에 대하여 상기 테이블과 상기 방사선을 상대적으로 회전시키는 회전 수단과, 상기 회전의 다수의 방향 에서 검출된 투과상으로부터 상기 피검체의 단면상을 재구성하는 재구성 수단을 가진 CT 장치에 있어서, 상기 테이블을 상기 회전축 및 상기 방사선에 대하여 상기 회전축과 직교하는 xy 면을 따라 상대적으로 xy 이동시키는 xy 이동 수단과, 상기 테이블을 상기 방사선에 대하여 상기 회전축과 평행한 z 방향으로 상대적으로 z 이동시키는 z 이동 수단과, 하나의 상기 회전의 위치에서 상기 방사선 검출 수단이 검출한 제 1 투과상을 표시하는 표시 수단과, 상기 표시 수단에 표시된 상기 제 1 투과상 상에서 주목부의 설정을 접수하는 접수 수단과, 상기 접수 수단에 의해 상기 제 1 투과상 상에서 상기 주목부가 설정되면, 상기 xy 이동 수단을 제어하여 상기 테이블을 상기 방사선을 가로지르는 방향으로 소정 거리 상대적으로 xy 이동시키고 나서 또는 상기 z 이동 수단을 제어해서 상기 테이블을 상기 z 방향으로 소정 거리 상대적으로 z 이동시키고 나서 제 2 투과상을 상기 방사선 검출 수단으로 검출시켜서, 상기 제 1 투과상과 상기 제 2 투과상으로부터 상기 주목부의 투과상 상의 이동량을 구하고, 상기 구한 투과상 상의 이동량으로부터 상기 주목부의 상기 xy 면에 따른 위치를 구하며, 상기 xy 이동 수단을 제어하여 상기 주목부를 상기 회전축 상에 맞추도록 상기 테이블을 상대적으로 xy 이동시키는 이동 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 CT 장치가 제공된다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다.

(본 발명의 실시예 1의 구성)

이하, 본 발명의 실시예 1의 구성에 대하여 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예 1에 따른 CT 장치의 구성을 나타낸 모식도이며, 도 1a는 평면도를 나타내고, 도 1b는 정면도를 나타내고 있다.

X선관(방사선원)(1)과, X선관(1)의 X선 초점 F으로부터 방사된 X선의 일부인 원뿔형상의 X선빔(방사선)(2)을 2차원의 분해능으로 검출하는 X선 검출기(방사선 검출 수단)(3)이 대향해서 배치되고, 이 X선빔(2)에 들어가도록 테이블(4) 상에 탑재된 피검체(5)를 투과한 X선빔(2)이 X선 검출기(3)에 의해 검출되어서, 투과상(투과 데이터)로서 출력된다.

테이블(4)은 XY 기구(xy 이동 수단)(6) 상에 배치되고, XY 기구(6)는 회전?승강 기구(회전 수단, z 이동 수단)(7)상에 배치되어 있다. 테이블(4)은 회전?승강 기구(7)에 의해 X선빔(2)과 교차한다(X선빔(2)의 광축 L에 대하여 수직으로 교차하고, 실질적으로 수직 방향이면 좋다). 회전축(RA)에 대하여 회전됨과 아울러, 회전축(RA)과 평행한 z 방향으로 z 이동(승강)된다. XY 기구(6)는 회전축(RA)에 대하여 테이블(4)을 회전축(RA)과 직교하는 xy 면내에서 이동시킨다.

또한, 시프트 기구(촬영 거리 변경 수단)(8)에 의해 회전축(RA) 및 X선 검출기(3)를 X선관(1)에 접근시키거나 혹은 멀리할 수 있고, X선관(1)의 X선 초점 F와 회전축(RA)의 사이의 촬영 거리 FCD(Focus to rotation Center Distance)와, X선 초점 F와 X선 검출기(3)의 검출면(3a)의 사이의 검출 거리 FDD(Focus to Detector Distance)를 변경할 수 있다.

여기서, XY 기구(6)는 피검체(5)의 주목부가 회전축(RA) 상으로 되도록 위치 조정하기 위해서 이용되고, 시프트 기구(8)는 목적에 따라서 촬영 배율(=FDD/FCD)을 변경하기 위해서 이용되며, 회전?승강 기구(7)의 z 이동은 피검체(5)의 주목부를 X선빔(2)의 높이에 맞추는 데 이용된다. 또한, 회전?승강 기구(7)의 회전은 단면상을 촬영하는 경우에 피검체(5)를 X선빔(2)에 대하여 회전시켜, 다수의 방향에 대하여 투과상을 얻기 위해서 이용된다.

도 1a 및 도 1b에 나타내는 단면상 시야(또는 스캔 영역이라 한다)(10)는 테이블(4)이 회전축(RA)에 대하여 1회전하는 동안에, 항상 X선 검출기(3)에서 검출되는 X선빔(2)에 포함되는 영역으로 정의된다. 단면상 시야(10)는 회전축(RA)을 축으로 하는 대략 원통 형상의 영역으로, 무리없이 단면상을 재구성할 수 있는 영역이다.

구성 요소로서, 그 외에, 각 기구부(XY 기구(6), 회전?승강 기구(7), 시프트 기구(8))를 제어하고, 또한 X선 검출기(3)로부터의 투과 데이터를 처리하는 제어 처리부(9), 처리 결과 등을 표시하는 표시부(9a)(표시 수단), X선관(1)을 제어하는 X선 제어부(도시 생략) 등이 있다.

제어 처리부(9)는 통상의 컴퓨터로, CPU, 메모리, 디스크, 표시부(9a), 입력부(키보드나 마우스 등)(9b), 기구 제어 보드, 인터페이스 등으로 이루어져 있다.

제어 처리부(9)는 기구 제어 보드에 의해, 각 기구부(6, 7, 8)의 동작 위치의 신호(인코더 펄스 등)를 받아서 각 기구부(6, 7, 8)를 제어하여 피검체의 위치 맞춤이나 스캔(단층 촬영 주사) 등을 행하게 하는 것 외에, 투과 데이터의 수집 지령 펄스 등을 X선 검출기(3)에 보낸다. 한편, 각 기구부(6, 7, 8)에는 도시하지 않은 인코더가 부착되고 있어서, 테이블(4)의 XY 기구(6)에 의한 이동위치 X, Y, 회전?승강 기구(7)에 의한 z 이동 위치 z와 회전 각도 Ø 및 시프트 기구(8)에 의한 FCD, FDD가 판독되어서, 각각 제어 처리부(9)로 보내어진다.

또한, 제어 처리부(9)는 단층 촬영시에 X선 검출기(3)로부터의 투과 데이터를 수집하고, 기억하며, 재구성 처리해서 피검체의 단면상을 작성하여, 표시부(9a)에 표시한다.

또한, 제어 처리부(9)는 X선 제어부(도시 생략)에 지령을 내서, 관(管)전압, 관(管)전류를 지정함과 아울러, X선의 방사, 정지의 지시를 행한다. 관전압, 관전류는 피검체에 맞춰서 변경할 수 있다.

도 1b에 나타낸 바와 같이, 제어 처리부(9)는 소프트웨어를 판독해서 CPU가 기능하는 기능 블록으로서, 투과상 상에서 주목부의 설정을 접수하는 ROI 설정부(접수 수단)(9c), 설정된 주목부를 회전축(RA) 상으로 이동하는 이동 제어부(이동 제어 수단)(9d), 단층 촬영을 행하기 위한 스캔 제어부(9e), 투과 데이터를 이용해서 단면상을 작성하는 재구성부(재구성 수단)(9f) 등을 구비하고 있다.

(실시예 1의 작용)

본 발명의 실시예 1의 작용에 대해서 도 2 내지 도 6을 참조해서 설명한다.

도 2는 실시예 1에 따른 단층 촬영에 앞선 피검체의 배치 조정의 흐름도이 다.

우선, 단층 촬영에 앞서서, 도 2의 흐름에 따라서, 이하에 기재한 바와 같이 피검체(5)의 주목부를 단면상 시야(10)의 중앙에 들어가게 한다.

스텝 S1에서, 조작자는 피검체(5)를 테이블(4)에 탑재하고, 입력부(9b)로부터 X선 조사 지령을 입력하면, 제어 처리부(9)는 X선 검출기(3)의 출력을 취입해서, 피검체(5)의 제 1 투과상을 제어 처리부(9)의 적당한 기억부(도시 생략)에 기억하고, 표시부(9a)에 표시한다.

스텝 S2에서, 제 1 투과상 상에서 주목부의 설정을 아래와 같이 행한다. 도 3은 실시예 1에 따른 제 1 투과상을 나타내는 모식도이다. 조작자는 입력부(9b)로부터 입력함으로써, 제 1 투과상(14)에 겹쳐서 직사각형 ROI(Region of Interest)(15)를 표시시키고, ROI(15)의 크기와 위치를 조정해서 주목부를 설정한다. 이 때, 조작자는 제 1 투과상(14)에서 특징적인 모양(16)에 의존해서 주목부를 설정한다. ROI 설정부(9c)는 이 입력을 접수해서 ROI(15)를 설정하고 기억한다. 여기서 기억하는 데이터는 예컨대, ROI(15)의 위치, 크기에 관한 데이터로서, 제어 처리부(9)의 적당한 기억부(도시 생략)에 기억된다. 이렇게 설정된 ROI(15)가 설정한 주목부를 나타낸다. 15a는 주목부 중심이다.

다음으로 이동 제어부(9d)는 이하에 기재한 바와 같이 스텝 S3 내지 스텝 S10을 실행하여 피검체(5)의 주목부를 단면상 시야(10)의 중앙에 들어가게 한다.

스텝 S3에서, 이동 제어부(9d)는 XY 기구(6)를 제어하여 테이블(4)을 x 방향으로 소정 거리 이동시킨다. 여기서 x 방향은 xy 면내에서 X선 빔(2)을 직각으로 가로 지르는 방향(X선빔(2)의 광축 L에 대하여 직각이 되는 방향이며, 실질적으로 직각이면 된다)이고, y 방향은 X선빔(2)에 따른 방향(X선빔(2)의 광축 L에 대하여 평행하게 되는 방향으로, 실질적으로 평행하면 된다)이며, x 방향과 y 방향은 서로 직교하고 있다. 회전 각도 Ø가 O°일 때에, XY 기구(6)의 이동 방향 X와 Y는 각각 x 방향과 y 방향으로 일치하고 있기 때문에, x 방향의 이동은 X 이동만으로 행해진다. 회전 각도 Ø가 0°가 아닐 때, XY 기구(6)의 이동 방향 X와 Y는 방향 x와 y로 회전하고 있기 때문에 x 방향의 이동은 X 이동과 Y 이동을 조합해서 행하도록 한다.

이동시키는 x 방향의 소정 거리로서는 촬영 배율(=FDD/FCD)이 클수록 작은 양을 선택한다. 예컨대, 소정 거리 S는 식,

으로 계산한다. ΔN은 기대되는 어긋남 화소수로서, 정수(예컨대 50)이다. dpn은 검출면(3a) 상의 x 방향의 1 화소 크기로 정수이다.

스텝 S3에서 테이블(4)을 x 방향으로 소정 거리 S만큼 이동시킨 후, 스텝 S4에서, 이동 제어부(9d)는 X선을 조사시켜서 X선 검출기(3)의 출력을 취입해서, 피검체(5)의 제 2 투과상을 제어 처리부(9)의 적당한 기억부(도시 생략)에 기억한다. 도 4는 실시예 1에 따른 제 2 투과상을 나타내는 모식도이다. 제 2 투과상(17) 상에서는 제 1 투과상(14)과 비교하여, 피검체(5)는 x 방향으로 이동하고 있고, 투과상 상의 모양(16)을 갖는 주목부도 x 방향으로 이동하고 있다.

스텝 S5에서, 주목부의 투과상 상의 이동량을 아래와 같이 구한다. 제 2 투 과상 상에서 ROI(15)를, 모양을 유지한 채로 x 방향으로 Δn 화소 어긋나게 해서, ROI(15')로 했을 때의 ROI(15') 내의 화상과, 스텝 S1에서 기억한 제 1 투과상의 ROI(15) 내의 화상과의 상관을 취한다. 상관은 예컨대, 대응하는 화소 사이의 화상값의 차이의 절대값을 ROI 내의 전체 화소수만큼 가산하여 상관값을 구하고, 어긋남량 Δn을 변경하여 행해서, 가장 작은 상관값이 되는 Δn(가장 일치도가 높은 어긋남량)을 주목부의 투과상 상의 이동량으로 한다. 이로써, 모양(16)의 이동량으로서 Δn이 구해진다. 여기서, 만약 모양(16)이 X선 초점 F로부터 FCD의 거리에 있는 경우, Δn은 기대되는 어긋남 화소수 ΔN와 일치하지만, 일반적으로는 다른 거리에 있기 때문에, ΔN과 Δn은 다른 값이 된다.

스텝 S6에서, 이동 제어부(9d)는 주목부의 xy 위치를 아래와 같이 구한다.

도 5a 및 도 5b는 실시예 1에 따른 주목부의 xyz 위치를 구하는 기하도이며, 도 5a는 평면도를 나타내고, 도 5b는 정면도를 나타내고 있다. 여기서, x, y, z 좌표의 원점 C는 회전축(RA) 상의 X선빔(2)의 중앙 위치로 결정한다.

제 2 투과상의 ROI(15')의 중심인 주목부 중심(15a')의 x, y 위치 x2, y2를 예컨대, 식,

를 순차적으로 계산하여 구한다. 여기서, n2은 제 2 투과상 상의 주목부 중심(15a')의 x 방향의 화소 위치, nc는 회전축(RA)의 투영 위치에서 거의 화면의 중앙이다.

스텝 S7에서, 이동 제어부(9d)는 XY 기구(6)를 제어하여, 테이블(4)을 x, y 방향 각각으로, -x2, -y2만큼 이동시켜서, 피검체(5)의 주목부 중심(15a')이 회전축(RA) 상에 오도록 맞춘다.

여기서, 도 6을 참조해서, 회전 각도 Ø가 0°가 아닐 때, XY 기구(6)의 이동 방향 X와 Y는 방향 x와 y로부터 회전하고 있기 때문에, 이동 벡터(19)(Δx, Δy)의 이동은 식,

로 계산되는 X 이동과 Y 이동을 조합시켜 행하도록 한다.

스텝 S8에서 도 5a 및 도 5b를 참조하여, 이동 제어부(9d)는 제 2 투과상의 ROI(15')의 중심인 주목부 중심(15a')의 z 위치 z2를 예컨대, 식

로 계산한다. 여기서, m2는 제 2 투과상 상의 주목부 중심(15a')의 z 방향의 화소 위치, mc는 단면상의 중앙, dpm은 검출면(3a) 상의 z 방향의 1 화소 크기이다.

스텝 S9에서, 이동 제어부(9d)는 회전?승강 기구(7)를 제어하여, 테이블(4)를 z 방향으로 -z2만큼 이동시켜, 피검체(5)의 주목부 중심(15a')을 검출면(3a)에 대해 X선빔(2)의 범위의 z 방향의 중앙에 맞춘다.

스텝 S10에서, 이동 제어부(9d)는 시프트 기구(8)를 제어하여, ROI(15)로 표시되는 주목부의 크기가 검출면(3a)에 대하여 X선빔(2)의 xy 면에 따른 범위에 딱 들어가도록 FCD를 변경한다. 이 때의 FCD의 이동 대상 FCD'은 예컨대, 식

으로 계산한다. 여기서 우변의 FCD는 이동 이전의 값, y2는 식 (2)로 구한 값, Nr은 ROI(15)의 n 방향의 화소수, N0는 투과상의 n 방향 화소수이다.

이상의 스텝 S1 내지 스텝 S10에 의해, 피검체(5)의 주목부를 단면상 시야(10)의 직경 내에 딱 들어가게 할 수 있다.

다음으로 스캔 제어부(9e)가 단층 촬영을 제어하여, 피검체(5)를 X선빔(2)에 대하여 회전시켜, 다수의 방향에 대하여 투과상을 얻는다. 재구성부(9f)는 획득된 다수의 방향의 투과상을 처리하여 피검체(5)의 주목부 내의 단면상을 얻는다.

(실시예 1의 효과)

실시예 1에 의하면, 제 1 투과상 상에서 피검체의 주목부를 설정하는 것만으로, 테이블을 소정 거리(S) 이동시켜 촬영한 제 2 투과상 상의 주목부의 이동량(Δn)으로부터 주목부의 xy 면에 따른 위치(x2, y2)를 구하기 때문에, 주목부를 간편하게 회전축 상에 맞출 수 있다. 또한, 주목부의 xy 면에 따른 위치(y2)를 이용해서 주목부의 z 방향의 위치(z2)를 구하기 때문에, 주목부를 간편하게 z 방향 중앙에 맞출 수 있다. 또한, 주목부의 xy 면에 따른 위치(y2)와 주목부의 크기(Nr)로부터, 주목부의 크기가 X선빔(2)의 xy 면에 따른 범위에 딱 들어가는 촬영 거리(FCD')로 변경되기 때문에, 주목부를 간편하게 단면상 시야(10)의 직경 내에 딱 들어가게 할 수 있다.

또한, 제 1 투과상 상의 주목부를 어긋나게 해서 제 2 투과상과 상관을 취하여 일치도가 높은 어긋남량을 주목부의 투과상 상의 이동량으로서 구하기 때문에, 투과상 상의 모양(16)의 이동량으로서 주목부의 이동량을 정확하게 구할 수 있어, 주목부를 정확하게 회전축 상에 맞출 수 있다.

(실시예 1의 변형)

그 외, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지않는 범위에서 여러가지 변형하여 실시하는 것이 가능하다.

(변형예 1)

실시예 1의 스텝 S10에서는 주목부의 크기가 X선빔(2)의 xy 면에 따른 범위에 딱 들어가도록 FCD를 변경하고 있지만, 주목부의 크기가 X선빔(2)의 z 방향에 따른 범위에 딱 들어가도록 FCD를 변경해도 된다. 이 경우에는 FCD의 이동 대상 FCD"은 예컨대, 식

로 계산한다. 여기서 우변의 FCD는 이동 이전의 값, y2는 식 (2)로 구한 값, Mr은 ROI(15)의 m 방향의 화소수, M0은 투과상의 m 방향 화소수이다. 이로써, 주목부를 간편하게 단면상 시야(10)의 높이 내에 딱 들어가도록 할 수 있다.

또한, 식 (7)로 계산한 FCD'와, 식 (8)로 계산한 FCD"를 비교해서, 큰 쪽을 채용해서 FCD를 변경하도록 해도 된다. 이 경우에는 주목부를 간편하게 단면상 시 야(10)의 직경 내로, 또한 높이 내에 딱 들어가도록 할 수 있다.

(변형예 2)

실시예 1에서, 이동 제어부(9d)는 스텝 S3 내지 스텝 S10을 행하여 테이블의 xyz 위치 및 FCD를 자동 이동하고 있지만, xy 위치만 자동 이동으로 해도 된다. 이것은 도 2에서 스텝 S8, S9, S10을 생략한 흐름이다. 이 경우에는 주목부를 회전축 상에 맞추는 이동만이 자동으로 행해지고, z 이동과 FCD 조정은 조작자가 표시부(9a)에 표시된 실시간 투과상(동영상)을 눈으로 보면서 수동으로 행한다. 이 경우에도 주목부를 간편하게 회전축 상에 맞출 수 있어, 주목부를 회전축에 맞춤으로써 z 이동과 FCD 조정은 수동이여도 비교적 용이하다.

또한, 마찬가지로, xyz 위치만 자동 이동(스텝 S10을 생략)으로 하는 것도, xy 이동과 FCD 조정만을 자동 이동(스텝 S8, S9를 생략)으로 하는 것도 가능하다.

(변형예 3)

실시예 1에서는 스텝 S3에서 테이블(4)을 x 방향으로 소정 거리 이동시키고 있지만, z 방향으로 소정 거리 이동하도록 할 수도 있다. 이 경우의 변경점은 이하와 같다. 스텝 S3에서, 테이블(4)을 x 방향으로 이동시키는 대신, 식

으로 계산되는 소정 거리 S만큼 z 방향으로 이동시킨다. 여기서 ΔM은 기대되는 어긋남 화소수로서, 정수(예컨대 50)이다. dpm은 검출면(3a) 상의 z 방향의 1 화소 크기로, 정수이다.

스텝 S5에서, 제 2 투과상 상에서 ROI(15)를 모양을 유지한 채로 z 방향으로 Δm 화소 어긋나게 해서 ROI(15')로 했을 때의 ROI(15') 내의 화상과, 스텝 S1에서 기억한 제 1 투과상의 ROI(15) 내의 화상의 상관을 취한다. 상관은 예컨대, 대응하는 화소간의 화상값의 차이의 절대값을 ROI 내의 전체 화소수만큼 가산하여 상관값을 구하고, 어긋남량 Δm을 변경하여 행해서, 가장 작은 상관치로 되는 Δm(가장 일치도가 높은 어긋남량)을 주목부의 투과상 상의 이동량으로 한다. 여기서, 만일 모양(16)이 X선 초점 F으로부터 FCD의 거리에 있는 경우, Δm은 기대되는 어긋남 화소수 ΔM와 일치하지만, 일반적으로는 다른 거리에 있기 때문에 ΔM과 Δm은 다른 값으로 된다.

스텝 S6에서 식 (2) 대신에, 식

를 이용한다.

(변형예 4)

실시예 1에서 소정 거리 S만큼 x 방향으로 이동시키지만, x의 플러스 방향이여도 마이너스 방향이여도 된다. 마이너스 방향으로 이동시키는 경우에는 ΔN에 음의 수치를 이용하는 것만으로 계산식은 그대로 사용할 수 있다. 또한, 변형예 3에서도, 마이너스 방향으로 이동시키는 경우에는 ΔM에 음의 수치를 이용하기만 해도 된다.

또한, 제 1 투과상 상의 ROI(15)의 위치가 투과상의 중앙에 접근하는 방향으로 소정 거리 S만큼 이동시키도록 하면, 제 2 투과상 상에서 ROI(15')가 투과상으로부터 밀려 나오는 일이 없기 때문에 바람직하다.

(본 발명의 실시예 2의 구성)

이하, 본 발명의 실시예 2의 구성에 대해서 도 7을 참조해서 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 CT 장치의 구성을 나타낸 모식도(정면도)이다.

X선관(방사선원)(31)과, X선관(31)의 X선 초점 F으로부터 방사된 X선의 일부인 원뿔 형상의 X선빔(방사선)(32)을 2차원의 분해능으로 검출하는 X선 검출기(방사선 검출 수단)(33)가 대향해서 시프트 기구(34) 상에 배치되고, 이 X선빔(32)에 들어가도록 테이블(35) 상에 탑재된 피검체(36)를 투과한 X선빔(32)이 X선 검출기(33)에 의해 검출되어서, 투과상(투과 데이터)로서 출력된다.

X선관(31)과 X선 검출기(33)는 시프트 기구(촬영 거리 변경 수단)(34)와 함께 회전 기구(37)(회전 수단)에 의해 X선빔(32)과 교차하는(X선빔(32)의 광축 L에 대하여 수직으로 교차하고, 실질적으로 수직 방향이면 된다) 회전축(RA)에 대하여 회전되고, 회전 기구(37)는 베이스(38)로부터 지주(39)에 의해 지지되어 있다. 또한, X선관(31) 및 X선 검출기(33)는 시프트 기구(34)에 의해 회전축(RA)에 접근할 수도 혹은 멀어질 수도 있어서, 촬영 거리 FCD와 검출 거리 FDD를 변경할 수 있다.

테이블(35)은 XY 기구(xy 이동 수단)(40) 상에 배치되고, XY 기구(40)는 베 이스(38)에 지지된 승강 기구(z 이동 수단)(41) 상에 배치되어 있다. XY 기구(40)는 회전축(RA)에 대하여 테이블(35)을 회전축(RA)과 직교하는 xy 면내에서 이동시키고, 승강 기구(41)는 테이블(35)을 회전축(RA)과 평행한 z 방향으로 z 이동(승강)시킨다.

여기서, XY 기구(40)는 피검체(36)의 주목부가 회전축(RA) 상으로 되도록 위치조정하기 위해서 이용되고, 시프트 기구(34)는 목적에 따라서 촬영 배율(=FDD/FCD)을 변경하기 위해서 이용되며, 승강 기구(41)는 피검체(36)의 주목부를 X선빔(32)의 높이에 맞추는 데 이용된다. 또한, 회전 기구(37)는 단면상을 촬영하는 경우에 X선빔(32)을 피검체(36)에 대해서 회전시키고, 다수의 방향에 대하여 투과상을 얻기 위해서 사용된다.

도 7에 나타내는 단면상 시야(또는 스캔 영역이라 한다)(42)는 X선빔(32)이 회전축(RA)에 대하여 1회전하는 동안에, 항상 X선 검출기(33)에서 검출되는 X선빔(32)에 포함되는 영역으로 정의된다. 단면상 시야(42)는 회전축(RA)을 축으로 하는 대략 원통상의 영역으로, 무리없이 단면상을 재구성할 수 있는 영역이다.

구성 요소로서, 그 외에 각 기구부(시프트 기구(34), 회전 기구(37), XY 기구(40), 승강 기구(41))를 제어하고, 또한 X선 검출기(33)로부터의 투과 데이터를 처리하는 제어 처리부(9), 처리 결과 등을 표시하는 표시부(9a)(표시 수단), X선관(31)을 제어하는 X선 제어부(도시 생략) 등이 있다.

제어 처리부(9)는 실시예 1과 동일한 구성으로, 통상의 컴퓨터로서, CPU, 메모리, 디스크, 표시부(9a), 입력부(키보드나 마우스 등)(9b), 기구 제어 보드, 인 터페이스 등으로 이루어져 있다.

제어 처리부(9)는 기구 제어 보드에 의해, 각 기구부(34, 37, 40, 41)의 동작 위치의 신호(인코더 펄스 등)를 받아서 각 기구부(34, 37, 40, 41)를 제어하여 피검체의 위치 맞춤이나 스캔(단층 촬영 주사) 등을 행하게 하는 외에, 투과 데이터의 수집 지령 펄스 등을 X선 검출기(33)에 보낸다. 한편, 각 기구부(34, 37, 40, 41)에는 도시하고 있지 않는 인코더가 부착되어 있어서, 테이블(35)의 XY 기구(40)에 의한 이동 위치 X, Y, 승강 기구(41)에 의한 z 이동 위치 z, 회전 기구(37)에 의한 회전 각도 Ø 및 시프트 기구(34)에 의한 FCD, FDD가 판독되어서, 각각 제어 처리부(9)로 보내어진다.

또한, 제어 처리부(9)는 단층 촬영시에 X선 검출기(33)로부터의 투과 데이터를 수집하고, 기억하며, 재구성 처리하여 피검체의 단면상을 작성하여, 표시부(9a)에 표시한다.

또한, 제어 처리부(9)는 X선 제어부(도시 생략)에 지령을 내어서, 관전압, 관전류를 지정함과 아울러, X선의 방사, 정지의 지시를 행한다. 관전압, 관전류는 피검체에 맞게 변경할 수 있다.

제어 처리부(9)는 도 1b와 같이, 소프트웨어를 판독해서 CPU가 기능하는 기능 블록으로서, 투과상 상에서 주목부의 설정을 접수하는 ROI 설정부(접수 수단)(9c), 설정된 주목부를 회전축(RA) 상으로 이동하는 이동 제어부(이동 제어 수단)(9d), 단층 촬영을 행하기 위한 스캔 제어부(9e), 투과상 데이터를 이용해서 단면상을 작성하는 재구성부(재구성 수단)(9f) 등을 구비하고 있다.

(실시예 2의 작용)

실시예 2의 작용에 있어서는 실시예 1에 따른, XY 기구(6)에 의한 XY 이동, 회전?승강 기구(7)에 의한 z 이동, 회전?승강 기구(7)에 의한 회전 각도 Ø의 변경 및 시프트 기구(8)에 의한 FCD, FDD의 변경이, 실시예 2에서는 각각, XY 기구(40)에 의한 XY 이동, 승강 기구(41)에 의한 z 이동, 회전 기구(37)에 의한 회전각도 Ø의 변경 및 시프트 기구(34)에 의한 FCD, FDD의 변경으로 대체될 뿐이다. 이들 움직임에 따른 피검체(36)와 X선빔(32) 사이의 상대적인 움직임은 실시예 1과 실시예 2에서 완전히 동일하다.

따라서, 실시예 2의 작용은 실시예 1의 작용과 같아지기 때문에 기재를 생략한다.

(실시예 2의 효과)

실시예 2에 의하면, 실시예 1과 같은 효과를 낼 수 있지만, 이에 더해서, 피검체를 회전시키지 않고 단층 촬영할 수 있기 때문에, 연약한 피검체라도 단층 촬영할 수 있다는 효과가 있다.

(실시예 2의 변형)

그 외, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지않는 범위에서 여러 가지 변형해서 실시하는 것이 가능하고, 예컨대, 실시예 1과 같은 변형이 가능하다. 또한, 이하의 변형도 가능하다.

(변형예 1)

실시예 2에서는 테이블(35)을 승강 기구(41)로 z 이동시키고 있지만, X선관(31)과 X선 검출기(33)를 일체적으로 z 이동시켜도 된다. 요약하면 테이블(35)과 X선빔(32)이 상대적으로 z 이동하면 된다.

또한, 테이블(35)을 XY 기구(40)로 xy 면을 따라 이동시키고 있지만, 회전축(RA) 및 X선빔(32)을 xy 면을 따라 이동시켜도 된다. (이 경우, 회전 기구(37), 시프트 기구(34), X선관(31), X선 검출기(33) 전체를 지주(39)에 대하여 이동시킨다). 요약하면 테이블(35)이 회전축(RA) 및 X선빔(32)에 대하여 xy 면에 따라서 상대적으로 xy 이동하면 바람직하다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 피검체의 주목부를 간편하게 회전축 상에 맞출 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예 1에 따른 CT 장치의 구성을 나타낸 모식도로, 도 1a는 평면도를 나타내고, 도 1b는 정면도를 나타내는 도면,

도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 단층 촬영에 앞선 피검체의 배치 조정의 흐름도,

도 3은 실시예 1에 따른 제 1 투과상을 나타내는 모식도,

도 4는 실시예 1에 따른 제 2 투과상을 나타내는 모식도,

도 5a 및 도 5b는 실시예 1에 따른 주목부의 xyz 위치를 구하는 기하도로서, 도 5a는 평면도를 나타내고, 도 5b는 정면도를 나타내는 도면,

도 6은 실시예 1에 따른 xy 방향과 XY 방향의 관계를 나타내는 기하도(평면도),

도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 CT 장치의 구성을 나타낸 모식도(정면도),

도 8a 및 도 8b는 종래의 CT 장치의 구성을 나타낸 모식도로, 도 8a는 평면도를 나타내고, 도 8b는 정면도를 나타내고 있다.

Claims (4)

1. 테이블 상에 탑재된 피검체를 향해서 방사선을 방사하는 방사선원과, 상기 피검체를 투과한 방사선을 검출해서 투과상(透過像)으로서 출력하는 방사선 검출 수단과, 상기 방사선과 교차하는 회전축에 대하여 상기 테이블과 상기 방사선을 상대적으로 회전시키는 회전 수단과, 상기 회전의 다수의 방향에서 검출된 투과상으로부터 상기 피검체의 단면상(斷面像)을 재구성하는 재구성 수단을 갖는 CT 장치에 있어서,

   상기 테이블을 상기 회전축 및 상기 방사선에 대하여 상기 회전축과 직교하는 xy 면을 따라 상대적으로 xy 이동시키는 xy 이동 수단과,

   상기 테이블을 상기 방사선에 대해서 상기 회전축과 평행한 z 방향으로 상대적으로 z 이동시키는 z 이동 수단과,

   하나의 상기 회전의 위치에서 상기 방사선 검출 수단이 검출한 제 1 투과상을 표시하는 표시 수단과,

   상기 표시 수단에 표시된 상기 제 1 투과상 상에서 주목부의 설정을 접수하는 접수 수단과, 상기 접수 수단에 의해 상기 제 1 투과상 상에서 상기 주목부가 설정되면, 상기 xy 이동 수단을 제어하여 상기 테이블을 상기 방사선을 가로 지르는 방향으로 소정 거리 상대적으로 xy 이동시키고 나서 또는 상기 z 이동 수단을 제어해서 상기 테이블을 상기 z 방향으로 소정 거리 상대적으로 z 이동시키고 나서 제 2 투과상을 상기 방사선 검출 수단으로 검출시켜서, 상기 제 1 투과상과 상기 제 2 투과상으로부터 상기 주목부의 투과상 상의 이동량을 구하고, 상기 구한 투과상 상의 이동량으로부터 상기 주목부의 상기 xy 면에 따른 위치를 구하며, 상기 xy 이동 수단을 제어하여 상기 주목부를 상기 회전축 상에 맞추도록 상기 테이블을 상대적으로 xy 이동시키는 이동 제어 수단

   을 갖는 것을 특징으로 하는 CT 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 이동 제어 수단은 또한, 구한 상기 주목부의 상기 xy 면에 따른 위치를 이용해서, 상기 주목부가 상기 방사선의 범위의 상기 z 방향의 중앙이 되도록, 상기 z 이동 수단을 제어하여 상기 테이블을 상대적으로 z 이동시키는 것을 특징으로 하는 CT 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 방사선원과 상기 회전축의 거리인 촬영 거리를 변경하는 촬영 거리 변경 수단을 더 갖고,

   상기 이동 제어 수단은 또한, 구한 상기 주목부의 상기 xy 면에 따른 위치 및 설정된 상기 주목부의 크기로부터, 상기 주목부의 크기가 상기 방사선의 상기 xy 면에 따른 범위에, 또는 상기 방사선의 상기 z 방향에 따른 범위에 딱 들어가는 상기 촬영 거리가 되도록, 상기 촬영 거리 변경 수단을 제어하여 상기 촬영 거리를 변경하는 것

   을 특징으로 하는 CT 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 이동 제어 수단은 상기 제 1 투과상 상에서 설정된 주목부를 어긋나게 해서 상기 제 2 투과상과 비교하여, 가장 일치도가 높은 어긋남량을 상기 주목부의 투과상 상의 이동량으로서 구하는 것을 특징으로 하는 CT 장치.

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