JP2005013489A

JP2005013489A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP2005013489A
Application number: JP2003182764A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kobayashi; 晋小林; Tatsu Imanishi; 達今西
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】操作者の目視に依存せずに、被検体が有効視野内に収まるようする被検体のセッティングを容易化する。
【解決手段】距離計２１を回転フレーム１２に搭載して被検体１６の周囲の各方向からトンネル部内壁１９より被検体１６の表面までの距離を測定するとともに、この距離計２１の位置（角度）を距離計位置検出器２２で検出し、距離データと距離計位置データとにより被検***置測定装置２３において被検体の表面輪郭位置を再構成し、この再構成された被検体表面輪郭位置をガントリ１１の位置情報表示装置２４とコンソール３１の位置情報表示装置３２に表示し、これらによって表示された被検体表面輪郭位置に基づき被検体のセッティングを行うことができるようにする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、医学的な臨床診断に用いられるＸ線ＣＴ装置（ＣＴスキャナ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置は、被検体（被検者）の周囲にＸ線発生器とＸ線検出器とを回転させて、各方向からのＸ線ビームによる投影データを収集し、これらのデータを逆投影法などのアルゴリズムで処理することによりＣＴ像（断層像）を再構成するものであるが、具体的な構成としては、Ｘ線発生器とＸ線検出器とを回転フレームに搭載して回転させるようにしており、これらＸ線発生器、Ｘ線検出器、回転フレームおよび回転フレームを回転させる機構がガントリと呼ばれる一種の筐体中に収められる。回転フレームは中空リング型となっており、その中空部に被検体を挿入する必要がある。その中空部に対応してガントリにトンネル部が設けられており、実際にはこのトンネル部に被検体を挿入・配置することになる。
【０００３】
ただし、トンネル部の内部全体が撮像可能な有効領域となっているわけではなく、周辺では撮像できない。そこで、有効領域からはみ出ないように被検体を配置する必要がある。被検体が有効領域からはみ出ていると、再構成した断層像に虚像（アーティファクト）が発生し、診断に支障をきたすことがある。そのため、再度の撮像を行わなくてはならないこともあり、そうなるとＸ線被曝量が増加するので、適切なセッティングは重要である。
【０００４】
従来では、被検体が有効領域からはみ出ないようにするセッティングおよびその確認は操作者の目視に依存して行われている。また、接触型のセンサ（タッチセンサ）が設けられ、被検体がガントリのトンネル部内壁に衝突することを防止するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、患者の体が大きい場合や、円背や四肢の固定などにより、被検体自体は有効視野内に収まる場合であっても、実際にはその一部が有効視野からはみ出してしまうこともあり、目視での適切なセッティングは難しい。また、接触型の衝突防止センサでは、被検体が圧迫された後で動作するため、被検体に負担がかかり好ましくない。
【０００６】
この発明は、上記に鑑み、操作者の目視に依存せずに被検体が有効視野内に収まるようセッティングすることが容易にできるように改善した、Ｘ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明によれば、ガントリのトンネル部の周囲各方向からのＸ線ビームでそのトンネル部内に配置された被検体をスキャンし各方向からの透過Ｘ線ビームによる投影データを得、この投影データから断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、ガントリのトンネル部周囲各位置からトンネル部中心方向での被検体表面までの距離を測定する非接触型の距離計と、この距離計によって計測された距離データとその距離計の位置データとに基づいてトンネル部内での被検***置情報を得る被検***置測定装置と、該被検***置情報を表示する位置情報表示装置とを備えることが特徴となっており、位置情報表示装置によってトンネル部内での被検体の位置に関する情報が示されるため、被検体を有効視野内に収めるセッティングが容易になる。
【０００８】
さらに上記Ｘ線ＣＴ装置に、被検***置測定装置からの被検***置情報に基づき、被検体が載置されたベッド天板のガントリに対する相対的な位置を調整する位置調整装置を備えるようにしてもよい。この場合、被検体を有効視野内に収めるような被検体の位置調整がいっそう容易になる。
【０００９】
被検***置測定装置からの被検***置情報に基づき、断層像の画像モニター装置の画面上での表示位置を自動調整するようにしてもよい。この場合、モニター画面上での断層像の位置調整の手間が不要となり、撮像時間を短縮できる。
【００１０】
被検***置測定装置からの被検***置情報に基づき、Ｘ線曝射条件設定を行うようにしてもよく、これにより、最適なＸ線曝射条件を設定し、Ｘ線被曝線量を低下させることができる。
【００１１】
【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はこの発明の実施の形態を模式的に示すブロック図であり、この図１において、ガントリ１１には中空リング型の回転フレーム１２が回転自在に保持されており、この回転フレーム１２にＸ線管１３、Ｘ線検出器１４がマウントされている。Ｘ線検出器１４は多数（たとえば８００個）の検出器エレメントが弧状に配列された多チャンネル検出器であり、Ｘ線管１３と対向配置されている。
【００１２】
この回転フレーム１２は、モーターやベルト・プーリー機構などからなる回転駆動機構１５によって矢印に示すように回転駆動される。被検体（患者）１６は回転フレーム１２の中空部、つまりガントリ１１のトンネル部内に置かれる。この回転フレーム１２とともにＸ線管１３、Ｘ線検出器１４等が被検体１６の周囲に回転することになる。
【００１３】
被検体１６はベッド天板１７上に載置されて、トンネル部内壁１９に衝突しないようにトンネル部に挿入される。Ｘ線管１３からＸ線を照射しながら回転フレーム１２を回転させることにより、被検体１６を通ったＸ線ビームによる投影データが各方向において得られる。Ｘ線検出器１４によって検出されるＸ線ビームが通る領域が有効視野１８ということになる。回転フレーム１２の回転角度は回転駆動機構に備えられた回転検出器により検出され、この検出角度信号に応じて各方向からの投影データを収集する。この投影データが３６０°（あるいは１８０°）分収集されたとき、そのデータを逆投影法などのアルゴリズムで処理することにより、ＣＴ像が再構成される。以上は通常のＸ線ＣＴ装置と変わらないため、データ収集装置や画像再構成装置、角度検出器などは図では省略している。
【００１４】
この図１に示した例では、回転フレーム１２に非接触型の距離計２１が取り付けられている。この非接触型の距離計２１は、たとえばレーザ式、超音波式、あるいは赤外線式などのもので、トンネル部の中心方向にレーザ、超音波、赤外線等を発射して、トンネル部内壁１９から中心方向での被検体１６の表面までの距離を計測する。計測された距離データは被検***置測定装置２３に送られる。被検***置測定装置２３は、回転フレーム１２を回転させ、その回転中の距離計２１の位置（角度）を検出する検出器２２からの位置（角度）信号に基づき、距離計２１の位置（角度）ごとにその距離データを収集し、図２のようなデータを得る。なお、距離計位置検出器２２は、回転駆動機構１５に備えられた回転角度検出器を利用することもできる。
【００１５】
図２において、距離ａは有効視野１８までの距離であり、距離計２１によって測定された距離がこの距離ａより短い場合にはその方向では被検体１６が有効視野をはみ出していることになる。距離ｂはトンネル部内壁１９との衝突防止限界を示す。被検***置測定装置２３は、測定距離データとそれを得た距離計２１の位置（角度）データと（図２）から被検体１６の表面輪郭位置を再構成することができ、たとえば図３のような、有効視野１８およびトンネル部内壁１９に対して位置付けられた再構成輪郭２０を得る。位置情報表示装置２４は、図２のような生データないし図３のような再構成された輪郭２０を表示する。これらの空間的位置情報は、コンソール３１に備えられた位置情報表示装置３２においても表示される。
【００１６】
したがって、操作者はガントリ１１の位置情報表示装置２４またはコンソール３１の位置情報表示装置３２を見て、被検体１６が有効視野１８からはみ出さないよう被検体１６の位置を調整するなどのセッティングを行うことができる（図１の場合はベッド天板１７の右側に偏って被検体１６が置かれているため、中央付近に正しくセットしなおすことになる）。
【００１７】
さらに、被検***置測定装置２３から出力される位置情報はスキャナ停止装置２５にも送られる。こうして測定された距離がｂよりも短い場合などにスキャナ停止装置２５を動作させて被検体１６がトンネル部内壁１９に接触する前にガントリ１１の移動またはベッド天板１７の移動を停止させて、被検体１６がトンネル部内壁１９に衝突することを未然に防止することができる。
【００１８】
図４は、他の実施形態を示すものである。この図４の場合、被検***置調整装置２６が加えられており、被検***置測定装置２３からの位置情報に基づいてベッド天板１７の位置が調整される。ここでは、ベッド天板１７は、ベッド駆動装置４１によってその上下および左右の位置が調整されるようになっている。このベッド駆動装置４１にはベッド天板１７を上下に駆動する上下動駆動装置４２と左右に駆動する左右駆動装置４３とが備えられている。被検***置調整装置２６は、被検***置測定装置２３からの位置情報より被検体１６を有効視野１８内に収めるために必要な、上下・左右に移動量を計算し、その移動量を表す駆動信号を上下動駆動装置４２と左右駆動装置４３とに送る。こうして、被検体１６が有効視野１８内に収まるようにする位置調整が自動的に行われる。
【００１９】
図５は同じく被検***置測定装置２３からの位置情報に基づいて被検体１６の位置を調整する機能を持たせた第３の実施形態を示す。ここでは図４とは異なり、ベッド駆動装置４１は、ベッド天板１７を上下に駆動する上下動駆動装置４２のみを備えており、被検体１６のガントリ１１に対する相対的な左右方向への移動はガントリ１１を全体として左右に移動させるガントリ左右動駆動装置２７によって行われる。これらベッド天板上下動駆動装置４２およびガントリ左右動駆動装置２７へ被検***置調整装置２６からの駆動信号が送られて、被検体１６が有効視野１８内に収まるようにする位置調整が自動的に行われる点は図４と同じである。
【００２０】
図６に示す第４の実施形態では、被検***置測定装置２３からの位置情報を断層像表示に利用している。コンソール３１には図示しない断層像再構成装置からの画像データが断層像表示装置３３に送られてきており、その画像データによって表された断層像が画像モニター装置５１によって表示されるようになっている。この断層像表示装置３３に被検***置測定装置２３からの位置情報が入力されており、トンネル部内での被検体１６の位置に応じて画像モニター装置５１の画面上に表示される断層像の位置を自動的に調整するようにしている。これにより、画像モニター装置５１の画面上での断層像の表示位置を手動で調整する手間を省き、撮像にかかる時間を短縮することができる。
【００２１】
図７に示す第５の実施形態では、被検***置測定装置２３からの位置情報をＸ線曝射条件の制御に利用し、被検体１６のＸ線被曝線量の低減に役立てている。被検***置測定装置２３からの位置情報は断層像を得る断面の面積をも表しており、これがコンソール３１に備えられたＸ線曝射条件設定装置３５に送られる。他方、コンソール３１には被検体１６の各種情報（年齢、性別、撮影部位など）を入力する、キーボードなどの被検体情報入力装置３６が備えられており、これによって被検体１６に関する年齢、性別、撮影部位などの情報があらかじめ入力され、Ｘ線曝射条件設定装置３５に送られている。そこで、Ｘ線曝射条件設定装置３５は、年齢、性別、撮影部位および断層面の面積に応じて最適なＸ線曝射条件を自動的に定めることができ、被検体１６へのＸ線被曝線量を必要最小限のものとし、Ｘ線被曝線量の低減を図ることができる。
【００２２】
なお、上記では、１個の距離計２１を回転フレーム１２に搭載して被検体１６の周囲に回転させるものとしたが、複数個（たとえば４個ないし６個あるいはそれ以上の個数）の距離計を等間隔（等角度）に配置して回転させないものとしてもよい。この場合、距離を測定する位置（角度）間隔は粗いものとなる（回転させる場合は無限に細かくすることが可能である）が、簡易的に被検体１６のトンネル部内での位置を計測することができる。
【００２３】
また、図４および図５において相対的な上下動および左右動を自動的に行うものとしたが、被検***置調整装置２６からの信号（移動量を表す）に基づいて手動で調整するようにしてもよい。さらに、図７の場合も、Ｘ線曝射条件を年齢、性別、撮影部位および断層面の面積に応じて手動で調整するように構成することもできる。
【００２４】
その他、具体的な構成は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、ガントリ１１とコンソール３１とを別体とせず一体にする構成なども考えられる。また、被検***置測定装置２３や被検***置調整装置２６などはハードウェア的に述べたが、内蔵コンピュータのソフトウェアとして構成することもできる。さらに、この発明は、Ｘ線管とＸ線検出器とを回転させるタイプのＸ線ＣＴ装置だけでなく、Ｘ線検出器をトンネル部の全周に固定配置し、Ｘ線管のみ回転させるタイプなど他のタイプのＸ線ＣＴ装置にも適用できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のＸ線ＣＴ装置によれば、ガントリのトンネル部内での被検体の位置を測定することによって、操作者の目視に依存せずに被検体が有効視野内に収まるようセッティングすることが容易にできる。そのため、アーティファクトにより誤診や、再検査によるＸ線被曝線量の増大を回避することが可能になる。ガントリのトンネル部内での被検体の位置が非接触に測定されるため、被検体に圧迫を加えることなく、衝突防止できる。被検体の測定位置データによって、被検体が載置されたベッド天板の相対的な移動を行うことができるので、自力で***を変化させることが困難な患者についてとくに効果が大きい。被検体の測定位置データを断層像の表示に利用することにより、手間を省いて撮像にかかる時間を短縮することが可能となる。被検体の測定位置データをＸ線曝射条件設定に利用することにより、最適なＸ線曝射条件を定め、Ｘ線被曝線量を少なくすることに寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を模式的に示すブロック図。
【図２】測定された位置データの例を示すグラフ。
【図３】測定位置データから再構成された被検体表面輪郭を示す図。
【図４】第２の実施形態を模式的に示すブロック図。
【図５】第３の実施形態を模式的に示すブロック図。
【図６】第４の実施形態を模式的に示すブロック図。
【図７】第５の実施形態を模式的に示すブロック図。
【符号の説明】
１１ガントリ
１２回転フレーム
１３Ｘ線管
１４Ｘ線検出器
１５回転駆動機構
１６被検体
１７ベッド天板
１８有効視野
１９トンネル部内壁
２０再構成輪郭
２１距離計
２２距離計位置検出器
２３被検***置測定装置
２４位置情報表示装置
２５スキャナ停止装置
２６被検***置調整装置
２７ガントリ左右動駆動装置
３１コンソール
３２位置情報表示装置
３３断層像表示装置
３５Ｘ線曝射条件設定装置
３６被検体情報入力装置
４１ベッド駆動装置
４２ベッド天板上下動駆動装置
４３ベッド天板左右動駆動装置
５１画像モニター装置

Claims

ガントリのトンネル部の周囲各方向からのＸ線ビームでそのトンネル部内に配置された被検体をスキャンし各方向からの透過Ｘ線ビームによる投影データを得、この投影データから断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、ガントリのトンネル部周囲各位置からトンネル部中心方向での被検体表面までの距離を測定する非接触型の距離計と、この距離計によって計測された距離データとその距離計の位置データとに基づいてトンネル部内での被検***置情報を得る被検***置測定装置と、該被検***置情報を表示する位置情報表示装置とを備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
上記被検***置測定装置からの被検***置情報に基づき、被検体が載置されたベッド天板のガントリに対する相対的な位置を調整する位置調整装置をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
上記被検***置測定装置からの被検***置情報に基づき、断層像の画像モニター装置の画面上での表示位置を自動調整する表示装置をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
上記被検***置測定装置からの被検***置情報に基づき、Ｘ線曝射条件設定を行うＸ線曝射条件設定装置をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。