JP2011139778A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線ＣＴ装置により被検体を診断する場合において、被検体へのＸ線被曝量を少なくする。
【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置において、Ｘ線を照射するＸ線管８と、Ｘ線管８から照射されて被検体Ｐを透過したＸ線を検出するＸ線検出器９と、Ｘ線管８とＸ線検出器９とが対向して配置され、Ｘ線を照射される被検体Ｐが送り込まれる開口部２７が形成された架台１と、Ｘ線検出器９で検出した透過Ｘ線データに基づいて断層画像を再構成する再構成処理部と、開口部９の周縁部に配置され、この開口部９に送り込まれた被検体Ｐの位置情報を検出する位置検出センサ１１と、被検体Ｐにおける位置検出センサ１１により位置検出された範囲のカメラ画像を撮影するカメラ１２と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に関し、特に、診断時において被検体へのＸ線被曝量を少なくすることができるＸ線ＣＴ装置に関する。

近年、病気や怪我をした被検体を診断する装置として、被検体の病気や怪我の部位について断層画像を撮影するＸ線ＣＴ装置が普及している。Ｘ線ＣＴ装置には、Ｘ線を放射するＸ線管とＸ線を検出するＸ線検出器とが対峙して設けられており、これらのＸ線管とＸ線検出器との間に被検体を位置させ、Ｘ線管からＸ線を照射するとともに被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出し、検出した透過Ｘ線データに基づいて被検体の断層画像を再構成している。

なお、Ｘ線ＣＴ装置で断層画像を撮影する場合において、その前段階として被検体のスキャノ像を撮影している。スキャノ像の撮影は、断層画像の撮影位置を位置決めするために行なうもので、下記特許文献１に記載されたように、Ｘ線管から照射されて被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出することにより行われている。

特開２００８−２２１０１６号公報

したがって、特許文献１に記載されたＸ線ＣＴ装置においては、被検体に対してスキャノ像の撮影時と断層画像の撮影時とにおいてＸ線が照射されており、診断時における被検体へのＸ線被曝量が多くなっている。

特に、断層画像の撮影範囲はスキャノ像の撮影範囲内から指定されるため、スキャノ像の撮影範囲は断層画像の撮影範囲より広くなっており、この点も被検体のＸ線被曝量が多くなる一因となっている。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は、Ｘ線ＣＴ装置により被検体を診断する場合において、被検体へのＸ線被曝量を少なくすることである。

請求項１記載の発明の特徴は、Ｘ線ＣＴ装置において、Ｘ線を照射するＸ線管と、前記Ｘ線管から照射されて被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とが対向して配置され、Ｘ線を照射される被検体が送り込まれる開口部が形成された架台と、前記Ｘ線検出器で検出した透過Ｘ線データに基づいて断層画像を再構成する再構成処理部と、前記開口部の周縁部に配置され、この開口部に送り込まれた被検体の位置情報を検出する位置検出センサと、被検体における前記位置検出センサにより位置検出された範囲のカメラ画像を撮影するカメラと、を備えることである。

本発明によれば、断層画像の撮影位置を位置決めするために行なう被検体の撮影を、位置検出センサとカメラとを用いて行なうので、断層画像の撮影位置を位置決めする場合には被検体にＸ線が照射されず、Ｘ線ＣＴ装置による診断時における被検体へのＸ線被曝量を減らすことができる。

Ｘ線ＣＴ装置の概略構成を示すブロック図である。 位置検出センサとビデオカメラとの設置位置を示す側面図である。 位置検出センサによる被検体の位置情報の検出について説明する説明図である。 画像表示部に表示されるカメラ画像の範囲について説明する説明図である。 断層画像の撮影範囲の指定について説明する説明図である。

図１は、病院内に設置されたＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すブロック図であり、このＸ線ＣＴ装置は、架台１と寝台２と操作コンソール３とを備えている。

架台１は、被検体Ｐに対してＸ線を照射するとともに被検体Ｐを透過したＸ線を検出し、被検体Ｐの断層画像を撮影する部分である。この架台１は、架台制御部４と、高電圧発生部５と、回転駆動部６と、チルト駆動部７と、Ｘ線管８と、Ｘ線検出器９と、データ収集部１０と、位置検出センサ１１と、カメラであるビデオカメラ１２とを備えている。

寝台２は、被検体Ｐが載置され、載置された被検体ＰをＸ線が照射される撮影位置へ送り込む部分である。この寝台２は、被検体Ｐが載置される寝台天板１３と、寝台天板１３を支持する寝台基部１４と、寝台天板１３の上下移動及び水平移動を行なわせる寝台駆動部１５とを備えている。

操作コンソール３は、Ｘ線ＣＴ装置の入出力を制御する部分である。この操作コンソール３は、コンソール制御部１６と、入力操作部１７と、前処理部１８と、Ｘ線投影データ記憶部１９と、再構成処理部２０と、画像データ記憶部２１と、画像処理部２２と、カメラ画像データ記憶部２３と、画像表示部２４とを備えている。

架台制御部４は、操作コンソール３の入力操作部１７からの入力に応じ、架台１内の各部を制御する。

高電圧発生部５は、Ｘ線管８からＸ線を照射するために必要な高電圧を、架台制御部４から送信された制御信号に応じてＸ線管８に供給する。

Ｘ線管８は、高電圧発生部５から供給された高電圧によってＸ線を照射する。Ｘ線管８から照射されるＸ線は、ファン状又はコーン状に成形されている。

Ｘ線検出器９は、Ｘ線管８から照射されて寝台天板１３上に載置されている被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。シングルスライスＣＴ装置の場合、Ｘ線検出器９は、ファン状又は直線状に例えば１０００チャンネルのＸ線検出素子を１列に並べて構成されている。また、マルチスライスＣＴ装置の場合、Ｘ線検出器９は、Ｘ線検出素子が互いに直交する２方向（スライス方向及びチャンネル方向）それぞれにアレイ状に複数個配列され、これにより２次元のＸ線検出器が構成されている。

データ収集部１０は、Ｘ線検出器９の各Ｘ線検出素子と同様にアレイ状に配列された複数のデータ収集素子を有し、Ｘ線検出器９により検出されたＸ線（実際にはＸ線の検出信号）を、架台制御部４から出力されたデータ収集制御信号に応じて収集する。この収集されたデータがＸ線投影データとなる。

回転駆動部６は、架台制御部４から出力された制御信号により図示しないモータを駆動し、図２に示すように中空部２５を有する円環状の回転体２６をその中心線回りに回転駆動させる。回転体２６には、中空部２５を挟んだ位置にＸ線管８とＸ線検出器９とが対峙して保持されており、回転体２６は、中空部２５の中心線“ａ”と架台１に形成されている開口部２７の中心線とを一致させた状態で配置されている。なお、開口部２７及び中空部２５内には、寝台天板１３上に載置された被検体Ｐが送り込まれ、断層画像の撮影が行なわれる。

チルト駆動部７は、架台制御部４から出力された制御信号によりチルトシリンダ（図示せず）を伸縮させ、架台１を図２に示す矢印ｂ方向の任意の角度にチルトさせる。

位置検出センサ１１は、開口部２７の周縁部の上方側に設置され、開口部２７内に送り込まれた被検体Ｐの位置情報を検出する。

ビデオカメラ１２は、開口部２７の周縁部の上方側に位置検出センサ１１と隣合って設置され、被検体Ｐを常時撮影するとともに、位置検出センサ１１により被検体Ｐの位置検出が行なわれた場合には、被検体Ｐにおける位置検出センサ１１により位置検出された範囲のカメラ画像を撮影する。

寝台駆動部１５は、操作コンソール３の入力操作部１７からの入力に応じ、寝台天板１３を上下方向と長手方向（矢印Ｘ方向）とに移動させる。Ｘ線を照射されて断層画像を撮影される被検体Ｐは、被検体Ｐの体軸方向と寝台天板１３の移動方向（矢印Ｘ方向）とが一致する向きに寝台天板１３上に載置されている。

入力操作部１７は、キーボート、タッチパネル、マウス等からなり、Ｘ線ＣＴ装置を駆動させるための各種の入力操作が行われる。

コンソール制御部１６は、入力操作部１７からの入力に応じた制御信号を発生させ、この制御信号を、架台制御部４や寝台駆動部１５、及び、操作コンソール３内の各部に送信する。

前処理部１８は、データ収集部１０から出力されたＸ線投影データに対して感度補正やＸ線強度補正等の前処理を施す。

Ｘ線投影データ記憶部１９は、前処理部１８にて感度補正等の前処理が施されたＸ線投影データを記憶する。

再構成処理部２０は、Ｘ線投影データ記憶部１９に記憶されたＸ線投影データを逆投影処理することにより断層画像のデータを形成する。

画像データ記憶部２１は、再構成処理部２０で形成された断層画像のデータを記憶し、記憶した断層画像のデータを、入力操作部１７からの入力に応じて画像処理部２２に送信する。

画像処理部２２は、画像データ記憶部２１から送信された断層画像のデータに対し、入力操作部１７からの入力に応じた様々な処理、例えば、任意断面位置の断層像、任意方向からの投影像、又はレンダリング処理による３次元画像等の画像データに変換する処理を行ない、変換処理した画像データを画像表示部２４に送信する。

カメラ画像データ記憶部２３は、ビデオカメラ１２で撮影されたカメラ画像データを記憶し、記憶したカメラ画像データを入力操作部１７からの入力に応じて画像処理部２２に送信する。

画像表示部２４は、画像処理部２２から送信された画像データに応じた画像、又は、カメラ画像データ記憶部２３から送信されたカメラ画像データに応じた画像を表示する。

位置検出センサ１１とビデオカメラ１２との設置位置について、図２に基づいて説明する。位置検出センサ１１とビデオカメラ１２とは、架台１における開口部２７の周縁部の上方位置に、開口部２７への被検体Ｐの送り込み方向（矢印Ｘ方向）と直交する方向に隣合って設置されている。

位置検出センサ１１による被検体Ｐの位置情報の検出について、図３に基づいて説明する。位置検出センサ１１は、開口部２７内への被検体Ｐの送り込み方向に沿った方向へ所定角度“２θ”で扇形に光を照射し、真下に照射されて被検体Ｐの表面の点“Ｙ（例えば、鼻の先端部）”で反射した光の反射光を受光し、及び、光を照射してから反射光を受光するまでの時間を検出する。そして、光を照射してから反射光を受光するまでの時間に基づき、位置検出センサ１１から点“Ｙ”までの距離“ｈ”を検出する。さらに、この距離“ｈ”と角度“θ”とから、被検体Ｐの体軸方向に沿って点“Ｙ”を通る寸法“２ｂ（２ｂ＝ｈ×ｔａｎθ×２）”を検出し、この“２ｂ”が被検体Ｐの体軸方向の位置情報となる。

ビデオカメラ１２の撮影範囲は位置検出センサ１１の検出結果に同期して切替えられ、ビデオカメラ１２は、位置検出センサ１１の検出結果に応じて被検体Ｐにおける体軸方向及び体軸と直交する方向の“２ｂ×２ｂ”の範囲のカメラ画像を撮影する。

ビデオカメラ１２で撮影された“２ｂ×２ｂ”の範囲のカメラ画像は、カメラ画像データ記憶部２３に記憶されるとともに画像表示部２４に表示される。図４において“２ｂ×２ｂ”で示した範囲が、位置検出センサ１１の検出結果に基づいてテレビカメラ１２で撮影されるとともにカメラ画像として画像表示部２４に表示される範囲である。

ビデオカメラ１２で撮影されたカメラ画像が画像表示部２４に表示された後、Ｘ線ＣＴ装置のオペレータは、画像表示部２４のカメラ画像を見ながら入力操作部１７を操作し、図５に示すように画像表示部２４に表示されたカメラ画像上で撮影開始位置“Ａ”と撮影終了位置“Ｂ”とを指示する。これにより、Ｘ線を照射して行う断層画像の撮影範囲“Ａ〜Ｂ”を指定することができ、断層画像の撮影範囲を指定する手段が実行される。

断層画像の撮影範囲が指定されると、開口部２７内に送り込まれた被検体Ｐの撮影開始位置“Ａ”がＸ線の照射可能位置に到達したタイミングでＸ線管８からＸ線の照射が開始されるとともに被検体Ｐを透過したＸ線がＸ線検出器９により検出され、Ｘ線投影データが収集される。なお、被検体Ｐの撮影終了位置“Ｂ”がＸ線の照射可能位置に到達したタイミングでＸ線管８からのＸ線の照射が終了する。そして、収集されたＸ線投影データに基づいて断層画像が再構成され、再構成された断層画像が画像表示部２４に表示される。

このような構成において、このＸ線ＣＴ装置によれば、断層画像の撮影位置を位置決めするために行なう被検体Ｐの撮影を、位置検出センサ１１とビデオカメラ１２とを用いて行なっている。したがって、断層画像の撮影位置を位置決めする場合には被検体Ｐに対してＸ線が照射されず、Ｘ線ＣＴ装置による診断時における被検体ＰへのＸ線被曝量を減らすことができる。

また、被検体Ｐをビデオカメラ１２でリアルタイムで観察できるため、位置検出センサ１１での位置検出後に被検体Ｐが移動したような場合においても、被検体Ｐに対してＸ線を被曝させることなく再度位置検出を行なうことができ、診断の性能を向上させることができる。

さらに、開口部２７内の被検者Ｐの状態をビデオカメラ１２で常時観察することができ、診断の性能を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、位置検出センサ１１とビデオカメラ１２とを、架台１における開口部２７の周縁部の上方位置に設置した場合を例に挙げて説明したが、位置検出センサ１１とビデオカメラ１２とを架台１における開口部２７の周縁部の側方位置に追加で設置してもよい。位置検出センサ１１とビデオカメラ１２とを周縁部の側方位置に設置することにより、断層画像の撮影位置の位置決めを被検体Ｐの側面側から行いたい場合に有効である。

１ 架台
８ Ｘ線管
９ Ｘ線検出器
１１ 位置検出センサ
１２ カメラ（ビデオカメラ）
２０ 再構成処理部
２４ 画像表示部
２７ 開口部
Ｐ 被検体

Claims (2)

1. Ｘ線を照射するＸ線管と、
   前記Ｘ線管から照射されて被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
   前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とが対向して配置され、Ｘ線を照射される被検体が送り込まれる開口部が形成された架台と、
   前記Ｘ線検出器で検出した透過Ｘ線データに基づいて断層画像を再構成する再構成処理部と、
   前記開口部の周縁部に配置され、この開口部に送り込まれた被検体の位置情報を検出する位置検出センサと、
   被検体における前記位置検出センサにより位置検出された範囲のカメラ画像を撮影するカメラと、
   を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記カメラにより撮影された被検体のカメラ画像が表示される画像表示部と、
   前記画像表示部に表示された被検体のカメラ画像に対して断層画像の撮影範囲を指定する手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。

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