JP2005124975A

JP2005124975A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP2005124975A
Application number: JP2003365877A
Authority: JP
Inventors: Taku Ishikawa; 卓石川; Mitsuaki Ogata; 光明尾形
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2003-10-27
Filing date: 2003-10-27
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2023-10-27
Also published as: JP4475916B2

Abstract

【課題】曝射するＸ線の線量を被検体の部位に応じてリアルタイムに変化させ、被曝量を低減したスキャノグラム像の撮影が可能なＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】スキャノグラム像の撮影時に体軸方向にテーブルを移動させながら検出器多列タイプのＸ線検出器から透過画像を取得する（ステップＳ１９）。このＸ線検出器の体軸方向の両端の検出データのそれぞれの平均値ａ，ｂを求め、これらの平均値ａ、ｂを比較し（ステップＳ１４、Ｓ１６）、その比較結果に基づいて被検体のＸ線吸収の大小を予測して次回の撮影時のＸ線管球の管電流（ｍＡ）を決める（ステップＳ１８、Ｓ２０、Ｓ２２）。これにより、被検体の撮影部位（Ｘ線吸収量）が変化すると、その撮影部位の変化に応じて曝射するＸ線の線量をリアルタイムに変化させる。
【選択図】図３

Description

本発明はＸ線ＣＴ装置に係り、特にスキャノグラム像の撮影時における被検体へのＸ線曝射量を極力抑制することが可能なＸ線ＣＴ装置に関する。

一般に、Ｘ線ＣＴ装置では、透過画像（以下、「スキャノグラム像」と称す）の撮影を行う場合、図１０に示すようにＸ線管球１、Ｘ線検出器２などが搭載された回転ユニット（スキャナ本体）を、テーブル３上に載置された被検体４に対してＸ線管球１が真下（ＰＡ位置）、もしくは真横（ＬＡＴ位置）になる位置で回転させずに固定し、図１１（Ａ）に示すように連続的にＸ線を曝射しながら必要な距離までテーブル３を移動させながら計測を行う。

近年、スキャノグラム像の撮影時にＸ線を連続的ではなく、図１１（Ｂ）に示すようにパルスＸ線を用いるＸ線ＣＴ装置なども開発されている。

更に、近年登場したＭＤＣＴ（検出器が１列でなく、体軸方向に２列、４列、８列、１６列と多重化されたマルチスライスＣＴ）に搭載されている体軸方向に幅が広くなった検出器を用い、間欠的にＸ線を曝射しながらスキャノグラム像を得ることができるＸ線ＣＴ装置が提案されている（特許文献１）。

この特許文献１に記載のＸ線ＣＴ装置は、体軸方向の検出器幅に合わせて間欠的にＸ線を曝射することにより、検出器幅を活かしたスキャノグラム像の撮影を可能にしており、これにより被曝量の抑制を図ることができる。
特開２００３−１７５０２９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のＸ線ＣＴ装置は、被検体の撮影部位にかかわらず、一定の照射線量のＸ線を曝射しており、被検体の撮影部位によっては撮影に必要な照射線量以上のＸ線を曝射し、無効被曝を発生させるという問題がある。

因みに、頭部の撮影に必要なＸ線の線量を１とすると、胸部の線量は０．２、腹部の照射線量は０．５程度あればスキャノグラム像の撮影が可能であるが、撮影に必要な線量の最も高い部位の線量に合わせてＸ線を曝射するため、Ｘ線吸収の少ない部位では、過剰なＸ線が曝射されるという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、曝射するＸ線の線量を被検体の部位に応じてリアルタイムに変化させ、これにより、より被曝量を低減したスキャノグラム像の撮影を行うことができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線源と、テーブル上の被検体を介して前記Ｘ線源と対向配置され、前記被検体を透過した透過Ｘ線を検出する１次元又は２次元のＸ線検出器とを有するスキャナ本体と、被検体のスキャノグラム像の撮影時に前記スキャナ本体とテーブルとを体軸方向に相対的に移動させるスキャナ駆動手段と、前記スキャナ駆動手段による前記スキャナ本体とテーブルとの相対的な移動に伴う撮影部位の変化に応じて前記Ｘ線源から被検体に照射するＸ線の曝射線量を変化させるＸ線制御手段と、前記スキャノグラム像の撮影時に前記Ｘ線検出器から得られた被検体の体軸方向の検出データに基づいてスキャノグラム像を作成する画像処理手段と、を備えたことを特徴としている。

即ち、スキャノグラム像の撮影時には、スキャナ本体は回転させずに、体軸方向にテーブル又はスキャナ本体を移動させてＸ線検出器から透過画像を取得するが、このテーブル又はスキャナ本体の体軸方向の移動により撮影部位が変化すると、その撮影部位の変化に応じて曝射するＸ線の線量をリアルタイムに変化させるようにしている。ここで、撮影部位のＸ線吸収の大きい部位には曝射するＸ線の線量を多くし、Ｘ線吸収の小さい部位には曝射するＸ線の線量を少なくする。

請求項２に示すように請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出器は、体軸方向に沿って１次元のＸ線検出器が複数列配列された２次元のＸ線検出器であり、前記Ｘ線制御手段は、前記２次元のＸ線検出器の体軸方向の両端の１次元のＸ線検出器の検出データを比較し、その比較結果に基づいてＸ線の曝射線量を変化させることを特徴としている。

即ち、２次元のＸ線検出器の体軸方向の幅を利用し、そのＸ線検出器の両端の検出データを比較することで、今回の撮影部位のＸ線吸収の傾向を知ることができ、これを次回の撮影部位のＸ線の曝射線量に反映させるようにしている。

請求項３に示すように請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出器は、１次元のＸ線検出器であり、前記Ｘ線制御手段は、前記１次元のＸ線検出器の体軸方向の過去の検出データと現在の検出データとを比較し、その比較結果に基づいてＸ線の曝射線量を変化させることを特徴としている。

１次元のＸ線検出器の場合には、１回の検出データからは撮影部位のＸ線吸収の傾向を知ることができないため、過去の検出データ（例えば、現在のスキャン位置よりも数ライン前のスキャン位置の検出データ）を使用し、現在のスキャン位置の検出データと過去のスキャン位置の検出データとを比較して、その比較結果に基づいて次回のスキャン位置におけるＸ線の曝射量を変化させるようにしている。

また、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線制御手段は、前記Ｘ線検出器から出力される検出データと所定の基準値とを比較し、その比較結果に基づいてＸ線の曝射線量を変化させるようにしてもよい。

これによれば、Ｘ線検出器から出力される検出データと所定の基準値（所望の透過線量を得るための基準値）とを比較し、その比較結果に基づいてＸ線の曝射線量を制御することで、撮影部位に適した線量のＸ線を曝射することができる。

上記構成の本発明によれば、スキャノグラム像の撮影時に撮影部位（例えば、頭部、胸部、腹部、脚部等）に応じて曝射するＸ線の線量をリアルタイムに変化させるようにしたため、被曝量を低減することができる。

以下添付図面に従って本発明に係るＸ線ＣＴ装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は本発明に係るＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。同図に示すように、このＸ線ＣＴ装置１０は、主としてＸ線管球、Ｘ線検出器などを搭載し、スリップリングによって連続スキャンが可能なスキャナ本体２０と、被検体を載せるテーブル３０と、Ｘ線源に高電圧を供給する高電圧発生装置４０と、画像の前処理や画像再構成処理あるいは各種解析処理を担当する画像処理装置５０と、断層像やスキャノグラム像等を表示する表示装置６０と、装置全体を統括するコンピュータ７０とから構成されている。尚、図示していないが、コンピュータ７０によって制御され、スキャナ本体２０やテーブル３０を駆動するスキャナ駆動手段を備えている。また、コンピュータ７０は、キーボード、マウス、トラッキングボール等を備えている。

図２は上記スキャナ本体２０の内部を示す概略図であり、スキャナ本体２０のガントリカバー内には、Ｘ線管球２２とＸ線検出器２４とが、テーブル３０を挟んで１８０度対向した位置関係で配置されている。

Ｘ線検出器２４は、複数のＸ線検出器が体軸方向に配列されたマルチタイプ検出器（２次元の検出器ともいう）であり、透過Ｘ線を検出する検出幅Ｗを有している。これにより、Ｘ線ＣＴ装置１０は、スキャナ本体２０の１回の回転で複数の断層像を撮影することができるマルチスライスＣＴ装置として構成されている。

このＸ線管球２２は、コンピュータ７０からの制御指令を入力する高電圧発生装置４０により、Ｘ線管球２２に印加する電圧（以下、管電圧という）が制御され、出射するＸ線の線量が調整される。

Ｘ線管球２２から出射されたＸ線は、テーブル３０に寝ている被検体３２を通過し、Ｘ線検出器２４に入射される。Ｘ線検出器２４に入射したＸ線は電気信号に変換され、検出データとして画像処置装置５０に取り込まれる。

画像処理装置５０は、スキャナ本体２０の１回転時に入力した検出データから公知の画像再構成手法によって断層像を再構成する。また、スキャノグラム像の撮影時には、テーブル３０の移動毎に入力した検出データからスキャノグラム像を作成する。前記再構成された断層像やスキャノグラム像は、表示装置６０に表示される。

次に、本発明に係るスキャノグラム像の撮影時の処理について説明する。

図３は本発明に係るスキャノグラム像の撮影時のＸ線制御の実施の形態を示すフローチャートである。

図３において、オペレータからの操作により、Ｘ線ＣＴ装置１０をスキャノ撮影モードにしてスキャノグラム像の撮影を開始する。

撮影が開始されるとテーブル３０は、コンピュータ７０により制御されるスキャナ駆動手段（図示せず）によりあらかじめセットされたスピードで体軸方向に移動を開始する。コンピュータ７０により制御される高電圧発生装置４０は、一度に撮影できる検出幅Ｗ及びテーブル移動速度と連動しつつ、以下に示すように線量確認の下で曝射線量の制御が行われる。

即ち、Ｘ線検出器２４から透過画像（検出データ）を取得する（ステップＳ１０）。続いて、スキャノグラム像の撮影（計測）が終了したか否かを判別し（ステップＳ１２）、終了していない場合には、Ｘ線検出器２４の両端の透過Ｘ線量を確認する（ステップＳ１４）。

図２に示すようにＸ線検出器２４の両端の検出器列をＬ_a、Ｌ_bとし、これらの検出器Ｌ_a、Ｌ_bの検出データの平均値をそれぞれａ、ｂとする。そして、上記ａとｂとを比較する（ステップＳ１６）。

ａ＜ｂの場合には、被検体３２のＸ線吸収量が大きくなる傾向にあると判断し、Ｘ線の管電流（ｍＡ）を上げるように高電圧発生装置４０を制御する（ステップＳ１８）。

ａ＝ｂの場合には、被検体３２のＸ線吸収量の変化がないと判断し、Ｘ線の管電流（ｍＡ）をそのまま維持するように高電圧発生装置４０を制御する（ステップＳ２０）。

ａ＞ｂの場合には、被検体３２のＸ線吸収量が小さくなる傾向にあると判断し、Ｘ線の管電流（ｍＡ）を下げるように高電圧発生装置４０を制御する（ステップＳ２２）。

上記のようにＸ線を制御してステップＳ１０に戻る。そして、計測が終了するまで、ステップＳ１０からステップＳ２０までの処理を繰り返し、Ｘ線の曝射線量をリアルタイムに制御する。

図４はＸ線を連続的に照射しつつ、上記のようにしてＸ線の曝射線量を制御した場合の撮影部位と曝射線量との関係を示す図である。

同図に示すように、頭部の曝射線量が大きく、胸部の曝射線量が小さくなるように制御されていることが分かる。

図５はＸ線を間欠的に照射する場合のＸ線制御の実施の形態を示す図である。

Ｘ線の線量は、ｍＡｓ（＝ｍＡ×ｓｅｃ）で規定される。図５に示す実施の形態は、ｍＡを一定とし、パルス幅を変えることで線量を制御している。

このようにして間欠的にＸ線を曝射することで、被曝量をより低減することができる。

また、各撮影毎のテーブル３０の送り量は、Ｘ線検出器２４の検出幅Ｗに制御されるが、Ｘ線検出器２４の検出幅Ｗを超えてテーブル３０を移動させるようにしてもよい。図６は、このようにテーブル３０を移動させた場合のスキャノグラム像のイメージ図であり、ある程度間引いた形でのスキャノグラム像８０、８２、８４を得ることができる。

図７はＸ線を間欠的に照射する場合のＸ線制御の他の実施の形態を示す図である。

この実施の形態では、管電流（ｍＡ）の大きさと、パルス幅の両者を変えてＸ線の線量を制御している。

図８は本発明に係るスキャノグラム像の撮影時のＸ線制御の他の実施の形態を示すフローチャートである。

上記実施の形態では、マルチタイプ検出器を有するマルチスライスＣＴ装置を前提に説明したが、図８に示す実施の形態ではＸ線検出器が１列のみのシングルタイプ検出器を有するシングルスライスＣＴ装置の場合について説明する。尚、図８において、図３に示したフローチャートと共通する部分には、同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。

即ち、図８に示す実施の形態では、図３に示したステップＳ１４の代わりにステップＳ３０の処理を行うようにしている。

ステップＳ３０では、シングルタイプ検出器の場合には、体軸方向にＸ線検出器が配列されていないため、被検体のＸ線吸収量の傾向を把握するために、過去のスキャン位置（あらかじめ設定されたＮ回前のスキャン）時の透過線量を使用する。今回のスキャン時にシングルタイプ検出器から取得した透過線量の平均値をａ、Ｎ回前の透過線量の平均値をｂとする。そして、これらのａとｂとを比較し、その比較結果に基づいて次回のＸ線の曝射線量を決定する。

図９は本発明に係るスキャノグラム像の撮影時のＸ線制御の更に他の実施の形態を示すフローチャートである。

同図に示す実施の形態は、マルチスライスＣＴ装置及びシングルスライスＣＴ装置のいずれにも適用できる。尚、図９において、図３に示したフローチャートと共通する部分には、同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。

図９のステップＳ４０において、今回のスキャン時に取得した透過線量の平均値をａ，透過線量をほぼ一定に保持するための下限値をＡ，上限値をＢとする。尚、マルチタイプ検出器及びシングルタイプ検出器のいずれの場合も全ての検出データの平均値をａとする。

ステップＳ４２では、上記ａとＡ、Ｂとを比較し、その比較結果によって以下に示すように分岐させる。

ａ＜Ａの場合には、被検体の透過線量の平均値ａが下限値Ａ以下であるため、Ｘ線の管電流（ｍＡ）を上げるように高電圧発生装置４０を制御する（ステップＳ４４）。

Ａ≦ａ≦Ｂの場合には、被検体の透過線量の平均値ａが下限値Ａと上限値Ｂの範囲内であるため、Ｘ線の管電流（ｍＡ）をそのまま維持するように高電圧発生装置４０を制御する（ステップＳ４６）。

ａ＞Ｂの場合には、被検体の透過線量の平均値ａが上限値Ｂ以上であるため、Ｘ線の管電流（ｍＡ）を下げるように高電圧発生装置４０を制御する（ステップＳ４８）。

上記のようにＸ線を制御してステップＳ１０に戻る。そして、計測が終了するまで、ステップＳ１０からステップＳ４８までの処理を繰り返し、Ｘ線の曝射線量をリアルタイムに制御する。

尚、図３又は図８に示した実施の形態のＸ線の制御と、図９に示した実施の形態のＸ線の制御とを併用してもよい。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図スキャナ本体の内部を示す概略図本発明に係るスキャノグラム像の撮影時のＸ線制御の実施の形態を示すフローチャートＸ線を連続的に照射しつつＸ線の曝射線量を制御した場合の撮影部位と曝射線量との関係を示す図Ｘ線を間欠的に照射する場合のＸ線制御の実施の形態を示す図テーブルの移動量を大きくした場合に作成されるスキャノグラム像のイメージ図Ｘ線を間欠的に照射する場合のＸ線制御の他の実施の形態を示す図本発明に係るスキャノグラム像の撮影時のＸ線制御の他の実施の形態を示すフローチャート本発明に係るスキャノグラム像の撮影時のＸ線制御の更に他の実施の形態を示すフローチャートＸ線ＣＴ装置を用いたスキャノグラム像の撮影の概要を説明するために用いた図従来の連続Ｘ線による撮影と間欠Ｘ線による撮影を説明するために用いた図

符号の説明

１０…Ｘ線ＣＴ装置、２０…スキャナ本体、２２…Ｘ線管球、２４…Ｘ線検出器、３０…テーブル、３２…被検体、４０…高電圧発生装置、５０…画像処理装置、６０…表示装置、７０…コンピュータ

Claims

被検体にＸ線を照射するＸ線源と、テーブル上の被検体を介して前記Ｘ線源と対向配置され、前記被検体を透過した透過Ｘ線を検出する１次元又は２次元のＸ線検出器とを有するスキャナ本体と、
被検体のスキャノグラム像の撮影時に前記スキャナ本体とテーブルとを体軸方向に相対的に移動させるスキャナ駆動手段と、
前記スキャナ駆動手段による前記スキャナ本体とテーブルとの相対的な移動に伴う撮影部位の変化に応じて前記Ｘ線源から被検体に照射するＸ線の曝射線量を変化させるＸ線制御手段と、
前記スキャノグラム像の撮影時に前記Ｘ線検出器から得られた被検体の体軸方向の検出データに基づいてスキャノグラム像を作成する画像処理手段と、
を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記Ｘ線検出器は、体軸方向に沿って１次元のＸ線検出器が複数列配列された２次元のＸ線検出器であり、前記Ｘ線制御手段は、前記２次元のＸ線検出器の体軸方向の両端の１次元のＸ線検出器の検出データを比較し、その比較結果に基づいてＸ線の曝射線量を変化させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記Ｘ線検出器は、１次元のＸ線検出器であり、前記Ｘ線制御手段は、前記１次元のＸ線検出器の体軸方向の過去の検出データと現在の検出データとを比較し、その比較結果に基づいてＸ線の曝射線量を変化させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。