JP2003299643A

JP2003299643A - 断層撮影装置

Info

Publication number: JP2003299643A
Application number: JP2002108773A
Authority: JP
Inventors: Taiga Goto; 大雅後藤; Yasushi Miyazaki; 宮崎　　靖
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2002-04-11
Publication date: 2003-10-21

Abstract

(57)【要約】【課題】被検者の放射線被曝量を低減した断層撮影装
置を提供する。【解決手段】被検体の過去に撮影された撮影データを
基に設定領域２５を決定し、これを実際に撮影されたス
キャノグラム２７と対応させ、実際の撮影範囲をである
関心領域３１を決定し、撮影時に実際の関心領域３１の
外部を通過する放射線を制限手段で制限する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コリメータなどの
制限手段を用いて被検体への放射線を制限した断層撮影
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、例えば、肝臓を切除した患者にお
いて術後観察のために肝臓領域を撮影する場合、肝臓を
含む断層撮影像全体を撮影している。同様に、他のモダ
リティによって異常が観察された患者に対して、Ｘ線Ｃ
Ｔ装置を用いて異常検出部を観察する場合にも、関心領
域を特定できないために関心領域を含むかなり広い領域
を撮影する必要があった。同様に、病巣の組織検査や治
療を経皮的に実施する場合において、Ｘ線ＣＴ装置によ
ってリアルタイムに画像を表示し、この画像を穿刺のガ
イドとして用いる透視検査が行なわれる。この透視検査
において関心領域を撮影する場合には、特開２０００−
３００５４８号公報や特開２０００−１５７５３４号公
報に示された技術を用いて、初めに、制限領域を決定す
るのに十分な量の参照画像を撮影し、該参照画像におい
て関心領域を決定し、該関心領域にＸ線ビームを制限す
るといった手順が必要となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、放射線を使
用した断層撮影装置では、人体への有害性が指摘される
放射線の被曝量が最大の問題となっているが、それにも
拘わらず、その得られる断層撮影像の空間分解能の高さ
や時間分解能の高さといった優れた利点により、ＭＲＩ
装置や超音波診断装置と並んで画像診断の中心的役割を
担っている。しかしながら、従来の断層撮影装置では、
所望する関心領域より広い範囲を撮影する必要があるた
め無効被曝の量が増大し、特に、視野サイズにより断層
撮影像の空間分解能が変化するイメージインテンシファ
イア（Ｉ．Ｉ）を用いたＸ線撮影装置では、無効被曝量
が増大するのみならず画像の空間分解能も低下する。

【０００４】本発明の目的は、被検者の放射線被曝量を
低減した断層撮影装置を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、放射線を照射可能な放射線源と、上記放射
線源から照射した放射線を対象物の関心領域に限定する
制限手段と、対象物を透過した放射線を検出する放射線
検出器と、この放射線検出器から検出された投影データ
から対象物の関心領域の断層撮影像を作成する断層撮影
装置において、過去に撮影された過去データを参照画像
として用いこの参照画像の設定領域から関心領域を決定
する決定手段を設けたことを特徴とする。

【０００６】本発明による断層撮影装置は、被検体の過
去に撮影した撮影データを参照画像とし、この参照画像
を用いて関心領域を決定する決定手段と、この決定手段
によって決定した関心領域に放射線を限定させる制限手
段を設けたため、従来のような参照画像のための撮影を
行なうことなく実際の撮影範囲である限定領域を決定
し、この限定領域の外部を通過する放射線を制限するこ
とができ、不要な領域での被曝を低減することができ
る。

【０００７】また請求項２に記載の本発明では、請求項
１に記載した過去に撮影された過去データによる参照画
像として、スキャノグラムを用いたものである。

【０００８】この発明では、請求項１に記載した過去に
撮影された過去データによる参照画像としては、スキャ
ノグラム画像、二次元断層撮影画像、三次元ボリューム
画像、三次元ボリューム画像から得られる処理二次元画
像、異なるモダリティにより得られたデータを使用する
ことができるが、特に、スキャノグラム画像を用いたた
め、位置合わせが容易である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図２は、本発明の一実施の形態に
よる断層撮影装置の外観図である。撮影用に用いるスキ
ャナ１と、被検体を載せて移動するための寝台２と、マ
ウスやキーボードなどで構成されて寝台２の移動速度情
報や再構成位置などの計測再構成パラメータを入力する
ための入力装置３と、多列の放射線検出器４から得られ
たデータを処理する演算装置５と、再構成画像を表示す
る表示装置６などを備えて構成している。

【００１０】図３は、上述した断層撮影装置のブロック
構成図である。ここで断層撮影装置は、そのスキャン方
式がローテート−ローテート方式（第三世代）であり、
大きくはスキャナ１と操作ユニット７で構成されてい
る。スキャナ１は、Ｘ線発生装置８、高圧スイッチング
ユニット９、高電圧発生装置１０、Ｘ線制御装置１１等
で構成した放射線源と、被検体１７を搭載する寝台２
と、被検体１７を挟んで放射線源に対向した放射線検出
器４と、放射線源と被検体１７間に配置したコリメータ
１２をコリメータ制御装置１３によって制御するように
構成した制限手段と、被検体１７の外周に位置するスキ
ャナ１を周方向に回転する駆動装置１４およびスキャナ
制御装置１５と、放射線検出器４で検出した放射線を電
流に変換して増幅し投影データ信号として演算装置５に
入力するプリアンプ１６と、このプリアンプ１６内に位
置する放射線源の回転毎のサンプリング位置を決定する
データ収集装置や後述するその他の手段によって構成さ
れて先行する放射線源の周方向のサンプリング位置とこ
れに続く放射線源の周方向のサンプリング位置とを周方
向にずらすサンプリング調整手段１７と、これらを制御
する中央制御装置１８などで構成されている。

【００１１】操作ユニット７における入力装置３から撮
影条件つまり寝台移動速度、管電流、管電圧、スライス
位置、ビュー数、撮影回転数など、また再構成条件（再
構成アルゴリズム）を入力すると、その指示に基づいて
撮影に必要な制御信号が中央制御装置１８からＸ線制御
装置１１、寝台制御装置１９およびスキャナ制御装置１
５に送られ、撮影スタート信号を受けて撮影が開始され
る。撮影が開始されるとＸ線制御装置１１により高電圧
発生装置１０に制御信号が送られ、高圧スイッチングユ
ニット９を介して高電圧がＸ線発生装置８に印加され、
このＸ線発生装置８からＸ線等の放射線が被検体１７へ
照射される。

【００１２】これと同時に、スキャナ制御装置１５から
駆動装置１４に制御信号が送られ、Ｘ線発生装置８、放
射線検出器４およびプリアンプ１６などが被検体１７の
外周を周方向に回転する。一方、寝台制御装置１９によ
り被検体１７を乗せた寝台２は円軌道スキャン時には静
止状態、また螺旋軌道スキャン時にはＸ線発生装置８等
の周軸方向に平行移動する。このとき平行移動する寝台
２の移動速度は寝台移動計測装置２０によって計測され
て演算装置５へ入力される。Ｘ線発生装置８から照射し
た放射線は、コリメータ１２により照射領域を制限し、
被検体１７内の各組織で吸収もしくは減衰されて放射線
検出器４で検出される。この放射線検出器４で検出され
た放射線は、電流に変換され、プリアンプ１６で増幅さ
れて投影データ信号として演算装置５に入力される。演
算装置５に入力された投影データ信号は、入力装置３に
より入力されたビュー数を基に演算装置５内の再構成演
算装置２１で再構成処理され、画像処理装置２２で処理
した再構成画像を記憶装置２３に保存すると共に、表示
装置６に断層撮影像として表示する。

【００１３】図１は、上述した断層撮影装置の動作を示
すフローチャートである。先ず、ステップＳ１ではＸ線
ＣＴ装置で過去に撮影された三次元ボリューム画像を参
照画像として使用し、この参照画像における本撮影での
関心領域に該当する設定領域を決定する。続くステップ
Ｓ２では、過去画像撮影時の被検***置と現在の被検体
位置との位置ずれを把握するための参照画像とのマッチ
ングをするために新規にスキャノグラムを撮影する。ス
テップＳ３では、参照画像からスキャノグラムと同様
な、例えばＲＡＹＳＵＭ画像といった二次元投影画像
を作成し、スキャノグラムと二次元投影画像における対
応点を決定する。

【００１４】ステップＳ４では、アフィン変換を使用す
ることで画像の画像サイズおよび画像位置を修正し、両
画像間の空間的対応付けを行なう。その後、ステップＳ
５で本撮影における実際の空間的関心領域を決定する。
次のステップＳ６では、ここで得られた関心領域を基に
コリメータ１２等の制限手段とその制御手段を用いて放
射線を制限し、撮影により投影データを取得する。撮影
範囲が被検体のごく一部である場合には、投影データへ
窓関数を適用して再構成フィルタリング時の誤差を補正
し、周知の画像再構成演算装置２１により再構成を行な
う。この再構成により得られた局所画像はステップＳ８
でモードの切り替えを行ない表示装置６で表示する。こ
のモードは、得られた局所画像のみを表示するモード、
参照画像と並べて表示するモード、参照画像の一部を局
所画像で置き換えて表示するモードなどから選択され
る。

【００１５】図４（ａ）〜（ｃ）は、図１のステップＳ
１での過去の参照画像を用いての設定領域の設定例を示
すもので、図４（ａ）はコロナル画像またはコロナル方
向の投影画像、図４（ｂ）はアキシャル画像またはアキ
シャル方向の投影画像、図４（ｃ）はサジタル画像また
はサジタル方向の投影画像を示している。ここで設定領
域２５は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すようにアキシ
ャル面では円形、コロナル面およびサジタル面では長方
形で設定、つまり設定領域２５を体軸方向に延びる円柱
形で設定している。この設定領域２５の設定は表示装置
６において表示された画像を見ながら入力装置３によっ
て入力する。

【００１６】図５は、図１に示したステップＳ３〜Ｓ５
における参照画像２６と本撮影によって得られたスキヤ
ノグラムである画像２７の空間位置の対応付けの例を示
す画像フローチャートである。参照画像２６は、過去の
参照画像におけるスキャノグラムもしくは二次元ボリュ
ーム画像から作成されたスキャノグラム（投影像）、あ
るいは過去画像において選択された三次元関心領域の投
影像である。また、画像２７は本撮影によって得られた
ものである。

【００１７】先ず、ステップＳ３で両画像２６，２７に
おいて対応する３つの対応点を決定する。この対応する
３点は自動的に決定されるのが望ましいが、その場合に
は過去の参照画像２６に他のモダリティのデータを用い
た場合を考慮して自動化する必要がある。ここでは、手
入力することで両画像２６，２７において対応する３つ
の対応点を決定する。次に、ステップＳ４で各対応点を
抽出し、これらの各３点から得られる三角形２８が三角
形２９と同形になるように移動、拡大、回転するための
変換係数（移動量、拡大量、回転量）を算出する。この
変換係数を使用して過去の参照画像２６を画像３０のよ
うに変換する。

【００１８】次に、過去の参照画像２６において決定さ
れた設定領域２５も同様に変換し、ステップＳ５で本撮
影により得られた画像２７と空間的な対応付けを行な
い、変換された画像３０における対応設定領域２５ａを
本撮影における画像２７の関心領域３１として確定す
る。

【００１９】この説明から分かるように、上述した断層
撮影装置は、過去に撮影された過去データを参照画像２
６として用いてこの参照画像２６への設定領域２５から
本画像２７の関心領域３１を決定する決定手段を備えて
いることが分かる。

【００２０】図６および図７は、図１に示したステップ
Ｓ６でのコリメータ１２およびコリメータ制御装置１３
等によって構成した制限手段による放射線の制御例を示
すアキシャル断面図およびサジタル断面図である。図６
に示したアキシャル断面では関心領域３１の外側に照射
される放射線を検出器チャンネル方向に制御するコリメ
ータ１２を用いて制限する。図７に示したサジタル断面
では体軸方向に制御するコリメータ１２を用いて制限す
る。

【００２１】このような断層撮影装置は、過去に撮影さ
れた過去データを参照画像２６として用いて関心領域３
１を決定する決定手段と、この決定手段によって決定し
た関心領域３１に放射線を限定して照射するよう制限手
段を備えているため、従来と同様の関心領域３１を得る
ことができ、しかも従来のように関心領域を決定するの
に十分の量の参照画像を撮影し、この参照画像によって
関心領域を決定する必要がなくなり、この参照画像を作
成する際の被曝量を低減し、被検体への負担を低減する
ことができる。また上述した実施の形態では、過去に撮
影された過去データを参照画像２６としてスキャノグラ
ムを用いているため、図５に示したステップＳ３および
ステップＳ４の位置合わせが容易である。

【００２２】尚、上述した実施の形態では、新規に撮影
する画像２７をスキャノグラムとしたが、スキャノグラ
ムに限られず過去の参照画像に含まれる位置の如何なる
画像でもよい。例えば、アキシャル画像でもよい。ま
た、過去データから作成する画像は、二次元投影画像、
三次元ボリューム画像、三次元ボリューム画像から得ら
れる処理二次元画像を使用してもよく、ＭＩＰ画像のよ
うな処理画像を使用してもよい。また、本実施の形態で
は、体軸方向に延びる関心領域３１を円柱形で設定して
いるが球形であっても構わない。しかし、体軸方向に広
い領域を関心領域３１として設定し螺旋走査スキャンに
て撮影する場合には円柱形の方がコリメータ１２の制御
が容易であり望ましい。また、参照画像はＸ線を用いた
断層撮影装置で撮影された撮影データに限定されず、Ｍ
ＲＩ装置や超音波診断装置で撮影された撮影データを使
用しても構わない。この場合、撮影時の撮影条件の設定
は過去画像から読み出されず、一般的な初期設定値に設
定される。また、本実施の形態では、多列検出器型三次
元断層装置を用いているが、これに限定されず、単一列
検出器型断層装置に対しても適用可能であるのは言うま
でもない。さらに本実施の形態では、Ｘ線を用いた断層
撮影装置を用いているが、これに限定されずガンマ線や
光を用いた断層撮影装置にも適用可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上に説明したように本発明の断層撮影
装置は、過去に撮影した撮影データに基づいて実際に撮
影する関心領域を決定することができ、またこの関心領
域の外側での放射線を制限することができるので、被検
者の被曝量を低減して被曝の負担を低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による断層撮影装置の動
作を示すフローチャートである。

【図２】図１に示した断層撮影装置の全体構成を示す外
観図である。

【図３】図１に示した断層撮影装置のブロック構成図で
ある。

【図４】図１に示した断層撮影装置における参照画像に
おける関心領域の設定例を示す断面図である。

【図５】図１に示した断層撮影装置における参照画像と
スキャノグラムの空間位置の対応付けを示す画像フロー
チャートである。

【図６】図１に示した断層撮影装置における放射線の制
御を示すアキシャル断面図である。

【図７】図１に示した断層撮影装置における放射線の制
御を示すサジタル断面図である。

【符号の説明】

１スキャナ４放射線検出器８Ｘ線発生装置１２コリメータ１３コリメータ制御装置２５設定領域２６参照画像２７スキャノグラム３１関心領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4C093 AA22 BA17 CA34 EA14 FA16 FA44 FA54 FF12 FF13 FF18 FF22 FF28 FF37 FG05 FG13 5B057 AA09 BA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射線を照射可能な放射線源と、上記放
射線源から照射した放射線を対象物の関心領域に限定す
る制限手段と、対象物を透過した放射線を検出する放射
線検出器と、この放射線検出器から検出された投影デー
タから対象物の関心領域の断層撮影像を作成する断層撮
影装置において、過去に撮影された過去データを参照画
像として用いこの参照画像の設定領域から関心領域を決
定する決定手段を設けたことを特徴とする断層撮影装
置。
【請求項２】請求項１記載のものにおいて、過去に撮
影された過去データによる参照画像としてスキャノグラ
ムを用いたことを特徴とする断層撮影装置。