JP2008000163A

JP2008000163A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP2008000163A
Application number: JP2006169542A
Authority: JP
Inventors: Akira Hagiwara; 明萩原
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2006-06-20
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2008-01-10

Abstract

【課題】同一時刻に対応し且つ異なる画像位置での各ＣＴ画像の、一定時間間隔毎の複数の時刻についてのセットを得ることが出来るＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】時刻ｔｓより前の時刻における画像位置ｚｓのＣＴ画像ａと、時刻ｔｓより後の時刻における画像位置ｚｓのＣＴ画像ｂとから、内挿補間により、時刻ｔｓにおける画像位置ｚｓのＣＴ画像ｃを作成する。同様の処理を繰り返して、同一時刻に対応し且つ画像位置ｚｓ〜画像位置ｚｆでの各ＣＴ画像の、一定時間間隔毎の複数の時刻についてのセットを得る。
【効果】同一時刻に対応し且つ異なる画像位置での各ＣＴ画像の、一定時間間隔毎の複数の時刻についてのセット、すなわち、Perfusion CT に必要なＣＴ画像のセットを得ることが出来る。
【選択図】図４

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関し、更に詳しくは、同一時刻に対応し且つ所定のｚ方向範囲内の複数の画像位置での各ＣＴ画像の、一定時間間隔毎の複数の時刻についてのセットを得ることが出来るＸ線ＣＴ装置に関する。

従来、マルチ検出器を用いたＸ線ＣＴ装置による Perfusion CT が知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
高橋、荒川編「Multidetector Helical CT のすべて」20002年2月1日第１版発行、第２４頁〜第２５頁

Perfusion CT においては、Cine scan におけるＣＴ画像のセットのように、同一時刻に対応し且つ所定のｚ方向範囲内の複数の画像位置でのＣＴ画像の、一定時間間隔毎の複数の時刻についてのセットが必要とされる。
しかし、ヘリカルシャトルスキャン（Helical Shuttle scan）では、回転および直線移動を連続的に実行しながら投影データを収集するため、得られたＣＴ画像は、それぞれ異なる時刻に対応し且つ画像位置が異なるＣＴ画像になってしまう。
また、アキシャルシャトルスキャン（Axial Shuttle scan）では、あるスキャン位置で回転のみを実行しながら投影データを収集し、続いて次のスキャン位置まで相対直線移動し、そのスキャン位置で回転のみを実行しながら投影データを収集することを繰り返して投影データを収集するため、得られたＣＴ画像は、それぞれ各スキャン位置のスキャン時刻に対応し且つ画像位置が異なるＣＴ画像になってしまう。
そこで、本発明の目的は、同一時刻に対応し且つ所定のｚ方向範囲内の複数の画像位置での各ＣＴ画像の、一定時間間隔毎の複数の時刻についてのセットを得ることが出来るＸ線ＣＴ装置を提供することにある。

第１の観点では、本発明は、Ｘ線管と、マルチ検出器と、前記Ｘ線管及び前記マルチ検出器の少なくとも一方を撮影対象の周りに相対回転させるための回転手段と、前記Ｘ線管及び前記マルチ検出器の少なくとも一方を撮影対象に対して相対直線移動させるための直線移動手段と、相対直線移動開始点から相対直線移動終了点まで前記相対回転および前記相対直線移動を連続的に実行しながら投影データを収集するスキャン手段と、収集した投影データを用いて同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を作成する同一時刻画像作成手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記構成において「相対回転」とは、Ｘ線管とマルチ検出器の中間に撮影対象を置いた状態で、撮影対象を回転させないでＸ線管及びマルチ検出器の少なくとも一方を撮影対象の周りに回転させる場合、Ｘ線管及びマルチ検出器を回転させないで撮影対象を軸回転させる場合、撮影対象を軸回転させ且つＸ線管及びマルチ検出器の少なくとも一方を撮影対象の周りに逆回転させる場合などを含む意味である。
また、上記構成において「相対直線移動」とは、Ｘ線管とマルチ検出器の中間に撮影対象を置いた状態で、Ｘ線管及びマルチ検出器を直線移動させないで撮影対象（が乗ったテーブル）を直線移動させる場合、撮影対象（が乗ったテーブル）を直線移動させないでＸ線管及びマルチ検出器を直線移動させる場合、撮影対象（が乗ったテーブル）を直線移動させ且つＸ線管及びマルチ検出器を逆方向に直線移動させる場合などを含む意味である。
上記第１の観点によるＸ線ＣＴ装置では、ヘリカルスキャン（ヘリカルシャトルスキャンを含む）により収集した投影データを基に同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を作成するので、これを一定時間間隔毎の複数の時刻について行えば、同一時刻に対応し且つ所定のｚ方向範囲内の複数の画像位置での各ＣＴ画像の、一定時間間隔毎の複数の時刻についてのセット、すなわち、Perfusion CT に必要なＣＴ画像のセットを得ることが出来る。
なお、収集した投影データから同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を作成する方法は、ＣＴ画像のレベルでの補間または投影データのレベルでの補間によることが出来る。

第２の観点では、本発明は、前記第１の観点によるＸ線ＣＴ装置において、前記同一時刻画像作成手段は、異なる時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を生成する画像再構成手段と、前記異なる時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像に変換する画像変換手段からなることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第２の観点によるＸ線ＣＴ装置では、ヘリカルスキャン（ヘリカルシャトルスキャンを含む）により収集した投影データを基に通常の画像再構成により異なる時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を生成する。そして、それら異なる時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を、同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像に変換する。これを一定時間間隔毎の複数の時刻について行えば、同一時刻に対応し且つ所定のｚ方向範囲内の複数の画像位置での各ＣＴ画像の、一定時間間隔毎の複数の時刻についてのセット、すなわち、Perfusion CT に必要なＣＴ画像のセットを得ることが出来る。

第３の観点では、本発明は、前記第２の観点によるＸ線ＣＴ装置において、前記画像変換手段は、時間軸に対して補間演算を行うことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第３の観点によるＸ線ＣＴ装置では、ヘリカルスキャン（ヘリカルシャトルスキャンを含む）により収集した投影データを基に通常の画像再構成により異なる時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を生成する。そして、それら異なる時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像に、時間軸に対する補間演算を行って、同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像に変換する。これを一定時間間隔毎の複数の時刻について行えば、同一時刻に対応し且つ所定のｚ方向範囲内の複数の画像位置での各ＣＴ画像の、一定時間間隔毎の複数の時刻についてのセット、すなわち、Perfusion CT に必要なＣＴ画像のセットを得ることが出来る。

第４の観点では、本発明は、前記第１から前記第３のいずれかの観点によるＸ線ＣＴ装置において、前記同一時刻画像作成手段は、一定時間間隔の複数の時刻ごとに、各時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を作成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第４の観点によるＸ線ＣＴ装置では、ヘリカルスキャン（ヘリカルシャトルスキャンを含む）により収集した投影データを基に同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を作成し、これを一定時間間隔毎の複数の時刻について行うので、同一時刻に対応し且つ所定のｚ方向範囲内の複数の画像位置での各ＣＴ画像の、一定時間間隔毎の複数の時刻についてのセット、すなわち、Perfusion CT に必要なＣＴ画像のセットを得ることが出来る。

第５の観点では、本発明は、Ｘ線管と、マルチ検出器と、前記Ｘ線管及び前記マルチ検出器の少なくとも一方を撮影対象の周りに相対回転させるための回転手段と、前記Ｘ線管及び前記マルチ検出器の少なくとも一方を撮影対象に対して相対直線移動させるための直線移動手段と、相対直線移動開始点で前記相対回転を実行しながら投影データを収集し続いて次のスキャン位置まで相対直線移動して前記相対回転を実行しながら投影データを収集することを相対直線移動終了点まで繰り返すスキャン手段と、収集した投影データを用いて同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を作成する同一時刻画像作成手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第５の観点によるＸ線ＣＴ装置では、異なるスキャン位置でのアキシャルスキャンの繰り返し（アキシャルシャトルスキャンを含む）により収集した投影データを基に同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を作成するので、これを一定時間間隔毎の複数の時刻について行えば、同一時刻に対応し且つ所定のｚ方向範囲内の複数の画像位置での各ＣＴ画像の、一定時間間隔毎の複数の時刻についてのセット、すなわち、Perfusion CT に必要なＣＴ画像のセットを得ることが出来る。
なお、収集した投影データから同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を作成する方法は、ＣＴ画像のレベルでの補間または投影データのレベルでの補間によることが出来る。

第６の観点では、本発明は、前記第５の観点によるＸ線ＣＴ装置において、前記同一時刻画像作成手段は、各スキャン位置でのスキャン時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を生成する画像再構成手段と、前記各スキャン位置でのスキャン時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像に変換する画像変換手段からなることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第６の観点によるＸ線ＣＴ装置では、異なるスキャン位置でのアキシャルスキャンの繰り返し（アキシャルシャトルスキャンを含む）により収集した投影データを基に通常の画像再構成により各スキャン位置でのスキャン時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を生成する。そして、それら異なるスキャン位置でのスキャン時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を、同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像に変換する。これを一定時間間隔毎の複数の時刻について行えば、同一時刻に対応し且つ所定のｚ方向範囲内の複数の画像位置での各ＣＴ画像の、一定時間間隔毎の複数の時刻についてのセット、すなわち、Perfusion CT に必要なＣＴ画像のセットを得ることが出来る。

第７の観点では、本発明は、前記第６の観点によるＸ線ＣＴ装置において、前記画像変換手段は、時間軸に対して補間演算を行うことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第７の観点によるＸ線ＣＴ装置では、異なるスキャン位置でのアキシャルスキャンの繰り返し（アキシャルシャトルスキャンを含む）により収集した投影データを基に通常の画像再構成により各スキャン位置でのスキャン時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を生成する。そして、それら各スキャン位置でのスキャン時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像に、時間軸に対する補間演算を行って、同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像に変換する。これを一定時間間隔毎の複数の時刻について行えば、同一時刻に対応し且つ所定のｚ方向範囲内の複数の画像位置での各ＣＴ画像の、一定時間間隔毎の複数の時刻についてのセット、すなわち、Perfusion CT に必要なＣＴ画像のセットを得ることが出来る。

第８の観点では、本発明は、前記第５から前記第７のいずれかの観点によるＸ線ＣＴ装置において、前記同一時刻画像作成手段は、一定時間間隔の複数の時刻ごとに、各時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を作成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第８の観点によるＸ線ＣＴ装置では、異なるスキャン位置でのアキシャルスキャンの繰り返し（アキシャルシャトルスキャンを含む）により収集した投影データを基に同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を作成し、これを一定時間間隔毎の複数の時刻について行うので、同一時刻に対応し且つ所定のｚ方向範囲内の複数の画像位置での各ＣＴ画像の、一定時間間隔毎の複数の時刻についてのセット、すなわち、Perfusion CT に必要なＣＴ画像のセットを得ることが出来る。

本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、同一時刻に対応し且つ所定のｚ方向範囲内の複数の画像位置での各ＣＴ画像の、一定時間間隔毎の複数の時刻についてのセット、すなわち、Perfusion CT に必要なＣＴ画像のセットを得ることが出来る。

以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

図１は、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００を示す構成図である。
このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、寝台装置１０と、走査ガントリ２０とを具備している。

操作コンソール１は、操作者の入力を受け付ける入力装置２と、画像再構成処理などを実行する中央処理装置３と、走査ガントリ２０で取得した投影データを収集するデータ収集バッファ５と、投影データから再構成したＣＴ画像を表示するＣＲＴ６と、プログラムやデータやＸ線ＣＴ画像を記憶する記憶装置７とを具備している。

寝台装置１０は、撮影対象を乗せて走査ガントリ２０のボア（空洞部）に入れ出しするテーブル１２を具備している。テーブル１２は、寝台装置１０に内蔵するモータで昇降および直線移動される。

走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、Ｘ線コントローラ２２と、コリメータ２３と、マルチ検出器２４と、ＤＡＳ（Data Acquisition System）２５と、Ｘ線コントローラ２２，コリメータ２３，ＤＡＳ２５の制御を行う回転側コントローラ２６と、制御信号などを前記操作コンソール１や撮影テーブル１０とやり取りする制御コントローラ２９と、スリップリング３０とを具備している。

図２は、ヘリカルシャトルスキャンにより収集した投影データに対して通常の画像再構成処理を施して得られた各ＣＴ画像に対応する時刻と画像位置とを示す例示図である。
この例では、位置ｚｓから位置ｚｆまでのｚ方向範囲内の複数の画像位置でのＣＴ画像が得られているが、それらに対応する時刻は全て異なっている。なお、δは各ＣＴ画像のｚ方向の距離間隔であり、αは各ＣＴ画像の時間軸方向の時間間隔である。

図３は、画像変換処理を示すフロー図である。
ステップＡ１では、操作者は、ＣＴ画像セットの最初の時刻である開始時刻ｔｓ（図４参照）と隣接する時刻間の時間間隔τ（図６参照）とを設定する。
ステップＡ２では、時刻カウンタｔを第１時刻ｔｓに初期化する。

ステップＡ３では、画像位置カウンタｚを開始画像位置ｚｓに初期化する。

ステップＡ４では、時刻ｔの前後の時刻における画像位置ｚのＣＴ画像を基に時刻ｔの画像位置ｚにおけるＣＴ画像を作成する。
例えば図４に示すように、時刻ｔｓより前の時刻における画像位置ｚｓのＣＴ画像ａと、時刻ｔｓより後の時刻における画像位置ｚｓのＣＴ画像ｂとから、内挿補間により、時刻ｔｓにおける画像位置ｚｓのＣＴ画像ｃを作成する。

ステップＡ５では、画像位置カウンタｚが終了画像位置ｚｆ（図４参照）に到達していないならステップＡ６へ進み、到達したならステップＡ７へ進む。

ステップＡ６では、画像位置カウンタｚを画像位置間隔δ（図４参照）だけインクリメントする。そして、ステップＡ４に戻る。
そして、戻ったステップＡ４で、例えば図５に示すように、時刻ｔｓより前の時刻における画像位置ｚｓ＋δのＣＴ画像ｄと、時刻ｔｓより後の時刻における画像位置ｚｓ＋δのＣＴ画像ｅとから、内挿補間により、時刻ｔｓにおける画像位置ｚｓ＋δのＣＴ画像ｆを作成する。

ステップＡ７では、時刻カウンタｔが終了時刻ｔｆ（図６参照）に到達していないならステップＡ８へ進み、到達したなら処理を終了する。

ステップＡ８では、時刻カウンタｔを時間間隔τだけインクリメントする。そして、ステップＡ３に戻る。
そして、戻ったステップＡ３以下で、例えば図６に示すように、時刻ｔｓ＋τにおける画像位置ｚｓ〜画像位置ｚｆのＣＴ画像を作成する。
かくして、図６に示すような、同一時刻に対応し且つ画像位置ｚｓ〜画像位置ｚｆでの各ＣＴ画像の、一定時間間隔τ毎の複数の時刻ｔｓ〜ｔｆについてのセットを得ることが出来る。

実施例１のＸ線ＣＴ装置１００によれば、Perfusion CT に必要なＣＴ画像のセットを得ることが出来る。

図７は、アキシャルシャトルスキャンにより収集した投影データに対して通常の画像再構成処理を施して得られた各ＣＴ画像に対応する時刻と画像位置とを示す例示図である。
この例では、位置ｚｓから位置ｚｍまでのｚ方向範囲内の複数の画像位置でのＣＴ画像に対応する時刻と、位置ｚｎから位置ｚｆまでのｚ方向範囲内の複数の画像位置でのＣＴ画像に対応する時刻とが異なっている。なお、αは各スキャン位置でのスキャン時刻間の時間間隔である。

図８に示すように、図７に示す各ＣＴ画像を基に図３に示す画像変換処理を行えば、同一時刻に対応し且つ画像位置ｚｓ〜画像位置ｚｆでの各ＣＴ画像の、一定時間間隔τ毎の複数の時刻ｔｓ〜ｔｆについてのセットを得ることが出来る。

実施例１や実施例２では、ＣＴ画像のレベルでの補間を用いたが、投影データのレベルでの補間を用いても同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を作成することが出来る。

本発明のＸ線ＣＴ装置は、例えば Perfusion ＣＴに利用できる。

実施例１にかかるＸ線ＣＴ装置を示す構成図である。ヘリカルシャトルスキャンにより収集した投影データに通常の画像再構成処理を施して生成されたＣＴ画像に対応する時刻と画像位置とを示す説明図である。実施例１にかかる画像変換処理を示すフロー図である。実施例１にかかる画像変換処理により作成されたＣＴ画像ｃに対応する時刻と画像位置とを示す説明図である。実施例１にかかる画像変換処理により作成されたＣＴ画像ｆに対応する時刻と画像位置とを示す説明図である。実施例１にかかる画像変換処理により作成されたＣＴ画像に対応する時刻と画像位置とを示す説明図である。アキシャルシャトルスキャンにより収集した投影データに通常の画像再構成処理を施して生成されたＣＴ画像に対応する時刻と画像位置とを示す説明図である。実施例２にかかる画像変換処理により作成されたＣＴ画像に対応する時刻と画像位置とを示す説明図である。

符号の説明

１操作コンソール
３中央処理装置
５データ収集バッファ
１０寝台装置
１２テーブル
２０走査ガントリ
２１Ｘ線管
２４マルチ検出器
２６回転側コントローラ
１００Ｘ線ＣＴ装置

Claims

Ｘ線管と、マルチ検出器と、前記Ｘ線管及び前記マルチ検出器の少なくとも一方を撮影対象の周りに相対回転させるための回転手段と、前記Ｘ線管及び前記マルチ検出器の少なくとも一方を撮影対象に対して相対直線移動させるための直線移動手段と、相対直線移動開始点から相対直線移動終了点まで前記相対回転および前記相対直線移動を連続的に実行しながら投影データを収集するスキャン手段と、収集した投影データを用いて同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を作成する同一時刻画像作成手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記同一時刻画像作成手段は、異なる時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を生成する画像再構成手段と、前記異なる時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像に変換する画像変換手段からなることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記画像変換手段は、時間軸に対して補間演算を行うことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、前記同一時刻画像作成手段は、一定時間間隔の複数の時刻ごとに、各時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を作成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
Ｘ線管と、マルチ検出器と、前記Ｘ線管及び前記マルチ検出器の少なくとも一方を撮影対象の周りに相対回転させるための回転手段と、前記Ｘ線管及び前記マルチ検出器の少なくとも一方を撮影対象に対して相対直線移動させるための直線移動手段と、相対直線移動開始点で前記相対回転を実行しながら投影データを収集し続いて次のスキャン位置まで相対直線移動して前記相対回転を実行しながら投影データを収集することを相対直線移動終了点まで繰り返すスキャン手段と、収集した投影データを用いて同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を作成する同一時刻画像作成手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記同一時刻画像作成手段は、各スキャン位置でのスキャン時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を生成する画像再構成手段と、前記各スキャン位置でのスキャン時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を同一時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像に変換する画像変換手段からなることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記画像変換手段は、時間軸に対して補間演算を行うことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項５から請求項７のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置において、前記同一時刻画像作成手段は、一定時間間隔の複数の時刻ごとに、各時刻に対応し且つ画像位置が異なる複数のＣＴ画像を作成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。