JP2000325336A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被射体に対する撮像範囲と視野との相対関係
に基づき、Ｘ線の被爆量が極力少ない状態で断層像を良
好に撮像する。 【解決手段】 Ｘ線源８から患者に対してＸ線を外拡が
りのコーン状に照射し、そのＸ線の視野Ｓの大きさと患
者に対する撮像範囲とを設定するに伴い、患者の体軸方
向における視野Ｓの大きさと撮像範囲との相対関係に基
づいて、撮像範囲全体をカバーできるようにシングルス
キャンかスパイラルスキャンかを自動的に選択する。

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、患者や物体など
の被射体にＸ線を外拡がりのコーン状に照射して撮像す
るコーンビーム型のＸ線ＣＴ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来において、被射体の断層像を撮像す
る場合、撮像対象に応じ、事前に撮像した被射体の透視
像を基にして、撮像範囲や撮像すべき断層像の位置、な
らびに、例えば、10mm間隔などの断層像の撮像ピッチを
設定する、いわゆるスキャン計画を立て、そのスキャン
計画に基づいて、撮像開始位置に合うように被射体と装
置との相対位置を決め、しかる後に、装置を作動させて
いる。

【０００３】そして、被射体が患者の場合を例にすれ
ば、腹部の全体とか、胸部から腹部にわたるなど、撮像
範囲が患者の体軸方向に長いときには、Ｘ線源を患者に
対して回転させるとともに、患者を載せた天板を患者の
体軸方向に移動させながら、Ｘ線を患者に照射する、い
わゆるスパイラルスキャンを行い、それ以外の場合に
は、天板の移動を停止した状態で、Ｘ線源を患者に対し
て回転させながら、Ｘ線を患者に照射する、いわゆるシ
ングルスキャンを行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
場合、例えば、子供などのように体格が小さい患者で、
腹部の全体がＸ線の視野の大きさ内に入るような場合で
もスパイラルスキャンを行い、必要以上に広範囲にＸ線
を照射し、患者に負担を強いる問題があった。

【０００５】また、逆に、体格が大きい患者で、撮像対
象である関心部位がＸ線の視野の大きさ内からはみだし
ているにもかかわらず、シングルスキャンを行い、得よ
うとする断層像の一部に欠けを生じ、再度撮像し直さな
ければならないような不都合を生じる問題があり、この
点で前述の場合と同様に患者に負担を強いる問題があっ
た。

【０００６】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、被射体に対する撮像範囲と視野との
相対関係に基づき、Ｘ線の被爆量が極力少ない状態で断
層像を良好に撮像できるようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明のＸ線ＣＴ装置
は、前述のような目的を達成するために、被射体にＸ線
を外拡がりのコーン状に照射するＸ線源と、被射体を通
った外拡がりのコーン状のＸ線を入射する面検出器と、
前記Ｘ線源を被射体と相対的に回転する回転手段と、前
記Ｘ線源および前記面検出器を前記被射体と相対的に前
記Ｘ線源の回転軸芯方向に移動する移動手段と、前記面
検出器で検出したＸ線の投影データを収集するデータ収
集ユニットと、前記データ収集ユニットで収集された投
影データに基づいて断層像を再構成する再構成処理部
と、前記再構成処理部で再構成された断層像を表示する
表示手段と、被射体に照射するＸ線の視野の大きさを設
定する照射野設定手段と、被射体に対する撮像範囲を設
定する撮像範囲設定手段と、前記照射野設定手段で設定
されたＸ線の視野の大きさと、前記撮像範囲設定手段で
設定された撮像範囲とに基づき、前記Ｘ線源の回転軸芯
方向における視野の大きさが撮像範囲よりも大きいとき
には、前記移動手段の駆動を停止した状態で前記回転手
段を駆動してシングルスキャンを行い、前記Ｘ線源の回
転軸芯方向における視野の大きさが撮像範囲よりも小さ
いときには、前記回転手段と前記移動手段を同時に駆動
してスパイラルスキャンを行うように駆動状態を選択す
るスキャン状態選択手段とを備えて構成する。

【０００８】〔作用〕この発明の作用は次のとおりであ
る。この発明のＸ線ＣＴ装置の構成によれば、被射体に
外拡がりのコーン状に照射されるＸ線の視野の大きさと
被射体に対する撮像範囲とを設定するに伴い、そのＸ線
源の回転軸芯方向における視野の大きさと撮像範囲との
相対関係に基づいて、撮像範囲全体をカバーできるよう
にシングルスキャンかスパイラルスキャンかを自動的に
選択することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施例を図面に
基づいて詳細に説明する。

【００１０】図１は、この発明に係るＸ線ＣＴ装置の全
体概略断面図であり、この図において、１は、被射体と
しての患者Ｈを載せる上下動可能なベッドを示し，モー
タなどの昇降装置２（図２参照）によって昇降可能に設
けられたベッド基台３に、移動手段としての正逆転可能
な移動モータ４を介して、患者Ｈを搭載した天板５を水
平方向に移動可能に設けて構成されている。上記移動手
段としてはエアシリンダなどを用いて構成するものでも
良い。

【００１１】また、図中６はガントリを示し、このガン
トリ６に、患者Ｈを搭載した天板５を挿抜する挿通孔７
が貫通形成されるとともに、その挿通孔７を囲むように
Ｘ線源８と面検出器９とが設けられている。

【００１２】ガントリ６には、ボールベアリング１０を
介して水平方向の軸芯Ｐ周りで回転自在に環状の架台１
１が設けられ、この架台１１と回転手段としての回転モ
ータ１２とがベルト１３を介して連動連結され、架台１
１に、水平方向の軸芯Ｐを挟んで互いに対向してＸ線源
８と面検出器９とが設けられている。面検出器９には、
その面検出器９で検出したＸ線の投影データを収集する
データ収集ユニット（ＤＡＳ）１４が付設されている。

【００１３】図２は、この発明に係るＸ線ＣＴ装置の概
略構成を示すブロック図であり、Ｘ線源８が、Ｘ線を照
射するＸ線管１５と、Ｘ線管１５から照射されるＸ線の
視野を絞るコリメータ１６とから構成され、四角形状の
面検出器９に対して、外拡がりのコーン状（円錐状）の
Ｘ線を照射できるように構成されている。

【００１４】ガントリ６の上部に、投光器１７と受光器
１８とから成る光センサ１９の二組が設けられ、Ｘ線管
１５の位置を検出できるように構成されている。また、
移動モータ４に、その回転量を検出するロータリーエン
コーダ２０が付設され、天板５の移動量を検出できるよ
うに構成されている。

【００１５】図２に示すように、データ収集ユニット１
４には、そこで収集された投影データに基づいて透視像
および断層像を再構成する再構成処理部２１が接続さ
れ、その再構成処理部２１に、表示手段としての画像表
示装置２２が接続され、再構成処理部２１で再構成され
た透視像や断層像を表示するように構成されている。

【００１６】コリメータ１６には、Ｘ線管１５から患者
Ｈに照射するＸ線の視野の大きさを変更する絞り用モー
タ２３が付設され、撮像対象の大きさや患者Ｈの大きさ
などに合わせてＸ線の視野の大きさを変更できるように
構成されている。

【００１７】昇降装置２、移動モータ４、回転モータ１
２、データ収集ユニット１４、Ｘ線管１５、再構成処理
部２１および絞り用モータ２３が制御装置２４に接続さ
れ、その制御装置２４に操作部２５が接続されている。
図示していないが、光センサ１９およびロータリーエン
コーダ２０も制御装置２４に接続されている。

【００１８】操作部２５には、絞り用モータ２３を駆動
して絞りを調節し、患者Ｈに照射するＸ線の視野の大き
さを設定する照射野設定手段としての絞り用ダイアル２
６と、それぞれ設定キーと終了キーなどによって構成さ
れる撮像範囲設定手段２７および再構成画像位置設定手
段２８が備えられている。

【００１９】絞り用ダイアル２６によって設定される視
野Ｓの大きさと撮像範囲設定手段２７によって設定され
る撮像範囲がスキャン状態選択手段２９に入力されるよ
うになっている。

【００２０】スキャン状態選択手段２９では、Ｘ線源８
の回転軸芯Ｐ方向、すなわち、患者Ｈの体軸方向におけ
る視野Ｓの大きさと撮像範囲との関係から、患者Ｈの体
軸方向における視野Ｓの大きさが撮像範囲全体をカバー
しているかどうかに基づき、移動モータ４を停止した状
態で回転モータ１２のみを駆動するとともにＸ線源８か
らＸ線を照射する、いわゆるシングルスキャンを行う状
態か、あるいは、移動モータ４および回転モータ１２を
駆動するとともにＸ線源８からＸ線を照射する、いわゆ
るスパイラルスキャンを行う状態かを自動的に判別して
選択し、それに応じた指令信号を制御装置２４に入力
し、移動モータ４および回転モータ１２の駆動を制御す
るように構成されている。

【００２１】また、制御装置２４にはＸ線視野表示手段
３０が接続され、そのＸ線視野表示手段３０と画像表示
装置２２が接続され、画像表示装置２２に透視像が表示
されている状態で、その透視像と重複して患者Ｈに照射
するＸ線の視野を表示できるように構成されている。

【００２２】そして、表示された透視像に対して視野を
移動し、透視像に基づいて視野の位置を視覚的に確認し
ながら、撮像範囲設定手段２７により、撮像開始位置と
撮像終了位置とを設定できるようになっている。また、
同様に、透視像に基づいて視野の位置を視覚的に確認し
ながら、再構成画像位置設定手段２８により、再構成す
べき断層像の位置を設定できるようになっている。

【００２３】更に、制御装置２４には設定断層像抽出手
段３１が接続され、その設定断層像抽出手段３１と再構
成処理部２１が接続され、再構成画像位置設定手段２８
で設定された断層像の位置に基づいて、その位置に対応
する断層像を再構成処理部２１で再構成させ、画像表示
装置２２に表示できるようになっている。

【００２４】次に、上記構成による断層像の撮像手順に
ついて説明する。 Ｘ線管１５を最上方位置にした状態で固定するととも
に、絞り用ダイアル２６により、コリメータ１６による
Ｘ線の視野の大きさを最大にしておく。患者Ｈが小さい
などの場合には、胸部や腹部の全幅にわたる視野が確保
できる限りにおいて、適宜絞っても良い。

【００２５】患者Ｈを載せた状態で昇降装置２を駆動
し、回転軸芯Ｐよりも低い位置までベッド基台３を上昇
させ、その後に、移動モータ４を駆動して天板５をガン
トリ６側に移動し、頭部からとか胸部からなど、予め撮
像を予定していた箇所を照射開始位置としてＸ線管１５
からＸ線を照射し、そのＸ線を面検出器９で検出し、そ
の検出したＸ線の投影データをデータ収集ユニット１４
で収集し、その収集された投影データに基づいて再構成
処理部２１で透視像を再構成し、その透視像ＨＺを、図
３の（ａ）の画像表示例の正面図に示すように、画像表
示装置２２に表示する。ここで、ベッド基台３を回転軸
芯Ｐよりも低い位置までしか上昇させないのは、天板５
を極力面検出器９に近づけ、患者Ｈに対するＸ線源８の
照射範囲が広くなるようにするためである。

【００２６】次いで、移動モータ４を逆転駆動して、
Ｘ線照射開始箇所まで天板５を戻すとともに、昇降装置
２を駆動して、患者Ｈの体軸が回転軸芯Ｐ相当箇所にな
るように、すなわち、断層像の撮像時と同じ位置になる
ように天板５を上昇させ、その状態で、Ｘ線視野表示手
段３０により、透視像ＨＺに重複してＸ線の視野Ｓを表
示し、更に、透視像ＨＺとの相対位置を確認しながら、
絞り用ダイアル２６により、撮像対象に合うように視野
Ｓの大きさを設定調整する［図３の（ｂ）参照］。

【００２７】しかる後、透視像ＨＺとの相対位置を確
認しながら視野Ｓを移動し、撮像を開始しようとする位
置で停止させて設定キーを操作し、更に、視野Ｓを移動
し、撮像を終了しようとする位置で停止させて終了キー
を操作し、撮像範囲設定手段２７により、撮像開始位置
Ｌ１と撮像終了位置Ｌ２とを設定し、その位置Ｌ１，Ｌ
２を画像表示装置２２に表示させる［図３の（ｂ）参
照］。

【００２８】この撮像範囲の設定に伴い、その設定され
た撮像範囲と、先に絞り用ダイアル２６により設定され
た視野Ｓの大きさとがスキャン状態選択手段２９に入力
され、スキャン状態が選択される。

【００２９】すなわち、図４のスキャン状態選択の説明
に供する図に示すように、撮像範囲Ｒが広いとともに患
者Ｈの体軸方向における視野Ｓの大きさが大きい場合
［図４の（ａ）参照］、ならびに、撮像範囲Ｒが狭いと
ともに患者Ｈの体軸方向における視野Ｓの大きさが小さ
い場合［図４の（ｂ）参照］それぞれにおいて、患者Ｈ
の体軸方向における視野Ｓの大きさが撮像範囲Ｒよりも
大きく、患者Ｈの体軸方向における視野Ｓの大きさが撮
像範囲Ｒ全体をカバーしているときには、シングルスキ
ャンを自動的に選択する。

【００３０】図４の（ｃ）に示すように、撮像範囲Ｒに
比べて視野Ｓの大きさが小さく、患者Ｈの体軸方向にお
ける視野Ｓの大きさが撮像範囲Ｒよりも小さく、患者Ｈ
の体軸方向における視野Ｓの大きさが撮像範囲Ｒ全体を
カバーできないときには、スパイラルスキャンを自動的
に選択する。

【００３１】次いで、画像を切り替え、前述の撮像開
始位置Ｌ１と撮像終了位置Ｌ２とに基づいて定まる再構
成エリアＡを画像表示装置２２に表示させ、その再構成
エリアＡを視覚的に確認しながら、断層像を撮像したい
領域の撮像開始箇所に円形の視野Ｓの中心が位置する状
態で設定キーを操作するとともに終了キーを操作し、再
構成画像位置設定手段２８により、再構成すべき断層像
の位置を設定し、その位置Ｄを画像表示装置２２に表示
させる［図３の（ｃ）参照］。ここで、断層像を撮像し
たい領域の撮像開始箇所のみ設定するのは、スキャン計
画により、撮像対象に応じて断層像の撮像ピッチが予め
設定されており、自ずと再構成すべき断層像の終了位置
が決まるからである。

【００３２】以上の設定の後、患者ＨとＸ線源８の位
置が撮像開始箇所になるように、移動モータ４により天
板５を水平方向に移動する。

【００３３】しかる後、移動モータ４および回転モー
タ１２を駆動するとともにＸ線源８からＸ線を照射し
て、先に選択されたスキャン状態によってスキャンを行
い、設定された位置の断層像を自ずと再構成して画像表
示装置２２に表示させる。

【００３４】以上の構成により、画像表示装置２２に、
撮像時の患者Ｈの透視像ＨＺと視野Ｓとを重複表示さ
せ、その相対位置を確認しながら、撮像範囲と再構成す
べき断層像の位置とを設定できるから、その設定操作を
容易適切に行えるのである。

【００３５】しかも、シングルスキャンかスパイラルス
キャンかのスキャン状態の選択操作を撮像範囲Ｒと視野
Ｓの大きさとの相対関係に基づいて自動的に行えるた
め、撮像範囲全体を適切に撮像できるとともに、不必要
なＸ線の照射を無くすことができ、患者Ｈに対する被爆
の負担を低減できる。

【００３６】上述実施例では、シングルスキャンかスパ
イラルスキャンかのスキャン状態の選択のための判別
を、Ｘ線源８の回転軸芯Ｐ方向である患者Ｈの体軸方向
における視野Ｓの大きさが撮像範囲Ｒよりも大きいかど
うかに基づいて行っているが、その判別は、Ｘ線源８を
回転したときに、患者Ｈの体軸方向における視野Ｓの大
きさが撮像範囲Ｒ全体をカバーできるかどうかを基準に
するものである。そのため、この発明としては、例え
ば、視野Ｓ内に確実に入るように、Ｘ線源８の回転軸芯
Ｐ方向である患者Ｈの体軸方向における視野Ｓの大きさ
が撮像範囲Ｒに対して 1.1倍以上のときにシングルスキ
ャンを選択し、それ以外のときにスパイラルスキャンを
選択するようにするなど、視野Ｓの大きさが撮像範囲Ｒ
よりも大きくても、所定の範囲（視野Ｓの大きさが撮像
範囲Ｒに対して 1.1倍未満で１倍以上の場合）ではスパ
イラルスキャンを選択するように設定する場合も含む。

【００３７】また、上述実施例では、視野Ｓを透視像Ｈ
Ｚと重複表示して視野Ｓの大きさおよび撮像範囲Ｒを容
易に設定できるように構成しているが、この発明として
は、下記のように設定構成されているものにも適用でき
る。

【００３８】(1)絞り用モータ２３や絞り用ダイアル２
６が無く、視野Ｓの大きさが一定で変更できないように
構成されている。この場合、上述の一定のＸ線源８の回
転軸芯Ｐ方向における視野Ｓの大きさをスキャン状態選
択手段２９に入力する構成が照射野設定手段に相当す
る。

【００３９】(2)視野Ｓを透視像ＨＺと重複表示しない
構成のもので、例えば、撮像に先立って、食道、胃、腹
部など関心部位に応じて予め定められた大きさに絞り用
ダイアル２６を設定し、撮像の際には、被射体の体格な
どに合わせて撮像範囲のみを移動長さとして入力設定す
るように構成されている。この場合、予め定められた視
野Ｓの大きさと、入力設定された撮像範囲の移動長さと
を比較してスキャン状態を選択する。

【００４０】上述実施例では、Ｘ線源８からＸ線を外拡
がりの円錐状に照射しているが、この発明としては、例
えば、外拡がりの四角錐状に照射するなど、要するに、
Ｘ線を外拡がりのコーン状に照射するように構成するも
のであれば良い。

【００４１】この発明のＸ線ＣＴ装置としては、上述実
施例のように、ガントリ６にＸ線源８および面検出器９
を一体的に回転するように設けるものに限らず、例え
ば、 180°よりも大きい角度回転可能に設けたＣ字状の
アームの一端側にＸ線源８を、そして、他端側に面検出
器９をそれぞれ設けたものとか、あるいは、Ｘ線源８の
みを回転可能に設け、その回転軸芯方向に長い幅（例え
ば、50cm以上など）で、全周にわたるように環状に固定
の面検出器９を設けたものなど各種の変形が可能であ
る。

【００４２】また、この発明のＸ線ＣＴ装置は、患者Ｈ
を撮像する医療用に限らず、物体を撮像して探傷すると
いった非破壊検査用などの用途にも適用でき、患者Ｈや
物体などをして被射体と総称する。

【００４３】また、この発明のＸ線ＣＴ装置としては、
Ｘ線源８および面検出器９に対して被射体を回転するよ
うに構成するものでも良く、更には、Ｘ線源８および面
検出器９を被射体に対して回転軸芯方向に移動するよう
に構成するものでも良い。上記被射体をＸ線源８および
面検出器９に対して回転する場合の回転軸芯をもＸ線源
の回転軸芯と称する。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のＸ線Ｃ
Ｔ装置によれば、被射体に外拡がりのコーン状に照射さ
れるＸ線の視野の大きさと被射体に対する撮像範囲とを
設定するだけで、撮像範囲全体をカバーできるようにシ
ングルスキャンかスパイラルスキャンかを自動的に選択
するから、患者の体格の大小など被射体の大きさである
とか、関心部位など撮像対象の大きさのいかんにかかわ
らず、Ｘ線の被爆量が極力少ない状態で断層像を容易か
つ良好に撮像できる。殊に、被射体が患者である場合
に、必要以上に広範囲にＸ線を照射することを回避で
き、患者にかかる負担を低減できて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るＸ線ＣＴ装置の全体概略断面図
である。

【図２】この発明に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成を示す
ブロック図である。

【図３】画像表示例の正面図である。

【図４】スキャン状態選択の説明に供する図である。

【符号の説明】

４…移動モータ（移動手段） ８…Ｘ線源 ９…面検出器 １２…回転モータ（回転手段） １４…データ収集ユニット ２１…再構成処理部 ２２…画像表示装置（表示手段） ２３…絞り用モータ ２４…絞り用ダイアル（照射野設定手段） ２７…撮像範囲設定手段 ２９…スキャン状態選択手段 Ｈ…患者（被射体） Ｐ…回転軸芯 Ｒ…撮像範囲 Ｓ…視野

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C093 AA22 BA03 BA10 BA17 CA01 CA34 EA14 EB17 EC46 ED06 ED07 EE01 FA11 FA13 FA36 FA43 FA45 FA51

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被射体にＸ線を外拡がりのコーン状に照
   射するＸ線源と、被射体を通った外拡がりのコーン状の
   Ｘ線を入射する面検出器と、前記Ｘ線源を被射体と相対
   的に回転する回転手段と、前記Ｘ線源および前記面検出
   器を前記被射体と相対的に前記Ｘ線源の回転軸芯方向に
   移動する移動手段と、前記面検出器で検出したＸ線の投
   影データを収集するデータ収集ユニットと、前記データ
   収集ユニットで収集された投影データに基づいて断層像
   を再構成する再構成処理部と、前記再構成処理部で再構
   成された断層像を表示する表示手段と、被射体に照射す
   るＸ線の視野の大きさを設定する照射野設定手段と、被
   射体に対する撮像範囲を設定する撮像範囲設定手段と、
   前記照射野設定手段で設定されたＸ線の視野の大きさ
   と、前記撮像範囲設定手段で設定された撮像範囲とに基
   づき、前記Ｘ線源の回転軸芯方向における視野の大きさ
   が撮像範囲よりも大きいときには、前記移動手段の駆動
   を停止した状態で前記回転手段を駆動してシングルスキ
   ャンを行い、前記Ｘ線源の回転軸芯方向における視野の
   大きさが撮像範囲よりも小さいときには、前記回転手段
   と前記移動手段を同時に駆動してスパイラルスキャンを
   行うように駆動状態を選択するスキャン状態選択手段と
   を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。