JP3263148B2 - Ct装置 - Google Patents

Ct装置

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JP3263148B2
JP3263148B2 JP27711692A JP27711692A JP3263148B2 JP 3263148 B2 JP3263148 B2 JP 3263148B2 JP 27711692 A JP27711692 A JP 27711692A JP 27711692 A JP27711692 A JP 27711692A JP 3263148 B2 JP3263148 B2 JP 3263148B2
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/027Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis characterised by the use of a particular data acquisition trajectory, e.g. helical or spiral

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  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばヘリカルスキャ
ン方式のX線CT装置のようなCT装置(コンピュータ
断層装置)に関する。
【0002】
【従来の技術】ヘリカルスキャン(Helical Scan)と
は、狭義には螺旋状走査、即ち投影方向を連続的に一方
向に回転させつつ被検体を移動させることによって被検
体のボリュームを走査する走査方式であり、特にX線C
T装置などのように被検体外部に放射線源がある場合に
放射線源の移動軌跡が被検体に対して、被検体を囲む螺
旋を描くことからこの名がある。
【0003】従来、そのようなヘリカルスキャンをX線
CT装置で実施する場合、一方向のみのスキャンで1回
の撮影が終了することになっていた。そのため、被検体
に対し造影剤の投与を行っていない状態と、その造影剤
の投与を行った状態との各再構成画像を得たい場合に、
例えば、被検体の足部から頭部の方向へ造影剤の投入無
しでのスキャンを実施して1回目の撮影を終了し、次に
被検体の頭部から足部の方向へ造影剤の投入有りでのス
キャンを実施して2回目の撮影を終了していた。
【0004】また、腹部において、動脈優位相、静脈優
位相をスキャンしたい場合にも、動脈優位相での被検体
の足部から頭部の方向へ、静脈優位相でのスキャンを実
施して1回目の撮影を終了し、次に被検体の頭部から足
部の方向へ、スキャンを実施して2回目の撮影を終了し
ていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たように往と復とで別々のスキャンを実施すると、図1
0のように撮影を中断する休止時間が入る。そして、こ
のように休止時間が入ると、特に腹部撮影の時、被検体
Pたる患者が息止めが困難または不可能となることがあ
る。換言すれば、撮影時間はできるだけ短い方が、従来
においては造影剤の有無の各再構成画像を得たい場合
に、休止時間が入るためその分だけ撮影時間が長くな
る。従って、撮影時間中の息止めができない患者の時
は、休止時間に息継ぎをしてもらうことになる。しか
し、息継ぎを行うと、臓器が息継ぎの前の状態と異なる
位置にずれて対比診断を良好に行える画像を得ることが
できなくなるという不都合が生じた。
【0006】また、従来のように一方向のみのスキャン
で1回の撮影が終了する場合は、撮影終了時にはX線の
曝射が終了するため、図11のようにスキャン範囲の両
端では補間再構成でもないことになり、スキャン範囲に
対し補間再構成範囲が狭いという問題があった。
【0007】本発明は、上記した事情に着目してなされ
たものであり、その目的とするところは、ヘリカルスキ
ャンの撮影時間を従来よりも大幅に短縮し得るととも
に、スキャン範囲に対する補間再構成範囲を従来よりも
大幅に拡張し得るCT装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、投影方向を連続的に変化させながら被検
体との位置関係を相対的に移動させて、当該被検体の投
影データを収集するデータ収集部と、前記投影データに
基づく断層像を生成する生成手段とを備えたコンピュー
タ断層撮影装置において、前記位置関係が第1の方向か
ら当該第1の方向とは逆方向に反転する際に、前記デー
タ収集手段により連続的に投影データを収集させる制御
手段を備えることを特徴とする。また、前記生成手段
は、前記投影データ収集範囲の端では外挿により仮想の
投影データを求める手段を備えるものである。
【0009】
【作用】本発明によるCT装置であれば、データ収集手
段により連続的に、すなわち継ぎ目無しで往復ヘリカル
スキャンを実施し得るので、撮影時間を短縮することが
でき被検体への負担を軽減できる。また、反転する際
に、連続してデータ収集を行えるため補間再構成範囲が
その分だけ従来よりも拡張される。
【0010】
【実施例】図1は、本発明が適用された一実施例のX線
CT装置の概略構成を示す図である。
【0011】このX線CT装置は、被検体Pの或る方向
への投影データを、投影の方向を変化させながら検出,
収集するデータ収集部としての架台1と、被検体Pを保
持し、架台1で投影データを収集する動作中に被検体P
を連続的に移動させることができる寝台2と、架台1及
び寝台2を制御動作させるための装置それぞれ10,1
2を納めてあるコンソール3とにより主要部を構築して
いる。
【0012】そして、架台1は、被検体Pの周囲を連続
的に回転しながら、X線ビーム1aを曝射するX線管4
と、このX線管4と対向するように配置されたX線検出
器5と、このX線検出器5で検出されたX線を投影デー
タとして収集するデータ収集装置6と、X線管4及びX
線検出器5の回転駆動等を行うための架台駆動装置7を
備えている。
【0013】寝台2は、架台1に対する被検体Pの連続
的な移動及び寝台高さ調整等を行うための寝台駆動装置
8を備えている。
【0014】コンソール3は、システム全体の制御中枢
として主制御装置9を備えており、この主制御装置9の
制御下で制御動作されるように、架台制御装置10、画
像再構成装置11、寝台制御装置12、画像データ記憶
装置13、画像表示装置14を備えている。
【0015】そして、主制御装置9は、コンソール外部
の高電圧制御装置15も制御動作させることができ、さ
らにデータ収集期間中は、高電圧制御装置15を制御動
作させて高電圧発生装置16よりX線曝射に必要な高電
圧をX線管4に供給し得る機能も有する。
【0016】架台制御装置10は、キーボード17の走
査内容に応じた制御指令を主制御装置9から受けて、架
台駆動装置7による投影の方向を選択制御するため制御
動作がなされる。
【0017】画像再構成装置11は、データ収集装置6
からの投影データを基に被検体Pの断層画像を演算によ
り再構成する。
【0018】寝台制御装置12は、キーボード17の操
作内容に応じた制御指令を主制御装置9から受けて、寝
台の移動方向、寝台の移動速度、寝台の移動範囲を設定
するための制御動作を寝台駆動装置8に対してなし得る
とともに、ヘリカルスキャンにおいて走査する範囲を往
復スキャンする場合と、通常の一方向のみのスキャンの
場合とを選択するスキャンモード切換スイッチ18とし
ての機能を有している。そして、スキャンモード切換ス
イッチ18が、往復ヘリカルスキャンを選択した場合、
第1段階で主制御装置9から受け取った位置を、主制御
装置9から受け取った速さで主制御装置9から受け取っ
た移動方向に動かすことを行う。第2段階では、主制御
装置9から受け取ったスキャン範囲の終了位置に来た
ら、間をおかずに直ぐ主制御装置9から受け取った移動
方向の逆方向に、主制御装置9から受け取ったスキャン
開始位置まで寝台2の動かすことを寝台駆動装置8に指
令することが行われるものである。
【0019】画像データ記憶装置13は、画像再構成装
置11で得られた再構成画像のデータを記憶し、記憶し
た再構成画像のデータを画像表示装置14へ転送するこ
とを可能にしているものである。
【0020】画像表示装置14は、再構成画像のデータ
を画像データ記憶装置13より受けて再構成画像をモニ
タ表示することができるものである。
【0021】このような各部を備えた構成において、往
復ヘリカルスキャンを選択した場合の制御の流れを図示
すると図2のようになる。
【0022】図2に示すように、キーボード17におい
てスキャン条件として往復ヘリカル、スキャン開始位
置、スキャン終了位置、寝台速度、スキャン方向、管電
圧、管電流等の入力操作がなされると、主制御装置9か
ら寝台制御装置12へ往復ヘリカル、スキャン開始位
置、スキャン終了位置、寝台速度、スキャン方向等を示
す寝台制御データが転送される。寝台制御装置12は受
けた寝台制御データに対応するように、寝台駆動装置8
を駆動する制御動作がなされる。即ち、寝台制御装置1
2は、スキャンモード切換スイッチ18が示すモードを
みて、往復ヘリカルスキャンであるか通常のヘリカルス
キャンであるかを判断し、往復ヘリカルスキャンの場合
には、図3のような関係でスキャン方向がスキャン終了
位置で変わる継ぎ目無し往復ヘリカルスキャンを行える
ように寝台駆動装置8を駆動制御して、寝台2を移動さ
せる。
【0023】そのため、被検体Pに対し造影剤の投与を
行っていない状態と、その造影剤の投与を行った状態と
の各構成画像を得たい場合に、X線の曝射を休止するこ
となく往と復とで連続した継ぎ目無し往復ヘリカルスキ
ャンが実施されることになる。従って、図4のように往
と復との間に撮影を中断する休止時間Sが無くなり、従
来スキャンでの撮影時間がtのとき、本発明スキャンで
は図4に示すT−Sの比較的短い撮影時間となる。その
結果、今までは往と復との間でほとんど入れていた息継
ぎが、本発明スキャンによると一気スキャンでその息継
ぎが不要となる。
【0024】また、スキャン範囲の両端のいずれか一端
では、X線曝射がとぎれることがないのでデータ収集を
行えることになり、再構成範囲が図5のようにその分だ
け従来よりも拡張される。
【0025】その画像再構成の第1例を図6に示し、第
2例を図7に示している。
【0026】図6に示す第1例では、スキャン範囲の一
端(往のスキャン終了位置)でスキャン軌跡が1回転し
た場合の再構成例を示している。この場合、図1の高電
圧発生装置16からX線管4へ往復スキャン中連続して
高電圧を印加し、X線管4からX線を出しっぱなしで寝
台2を往復させる。この往と復との間で、寝台移動を停
止させ、この停止位置で管球1回転分のデータを得るこ
とにより、補間用の1回転分のデータが得られることに
なり、スキャンデータがスキャン範囲の端まで有効利用
できる。なお、従来においては、360度補間再構成す
る場合、スキャン範囲の両端での管球1回転分づつは、
補間用データであって、画像データにはならないもので
あった。
【0027】図7に示す第2例では、スキャン範囲の一
端でスキャン軌跡が1回転しない場合の再構成例を示し
ている。この場合、外挿法により仮想の投影データを求
め、スキャン終了位置に管球1回転分のデータを作成す
る。これにより、スキャンデータが端まで有効利用でき
る。
【0028】なお、この第2例に適用されている外挿法
でのデータの作り方を図示したものが図8である。同図
において、A1 ,B1 ,A2 ,B2 は実際のデータであ
り、この実際のデータの同じ管球角度の2点のデータか
らA1 :A2 :A、B1 :B2 :Bのように同じ管球角
度のデータA,Bを推測する。
【0029】そして、この計測法は、図9のようにA1
とA2 を結んだ直線上のAを求めることで行う。計算式
は以下の通りである。
【0030】 A=A1 ×(P1 P/(P1 P+P1 2 ))+A2 ×
(P2 P/(P1 P+P1 2 ) このように、スキャン範囲の端まで画像データとして有
効利用できるのでスキャン範囲に対し再構成範囲が従来
よりも大幅に拡張され、例えば造影剤による造影効果を
経時的に撮影若しくは観察するとき、その範囲が拡がる
という利点が得られる。
【0031】上記実施例においては螺旋状走査型X線C
T装置を例としたが、X線CT装置に限られることな
く、例えば、第3,第4,第5世代XCT装置や放射源
なしで検出器を被検体の周りに回転させるタイプのスペ
クトル(SPECT)装置のようなコンピュータ断層装
置にも本発明を適用することができる。
【0032】更に、本発明は、螺旋状走査に限定される
ものではなく、X線源が時計回りと反時計回りを交互に
繰返すように走査してもよく、また360°に満たない
回転で走査してもよい。また。第5世代方式のように、
空間的に不動なX線管に対してこのX線管の中の焦点が
移動することによって、被検体の周りをX線源が回転す
るようにして走査しても本発明に包含されるのは勿論で
ある。この他にもいわゆる2次元検出器アレイを持つC
T装置や複数のX線源を持つCT装置にも本発明を適用
することができる。また、X線源として、X線を放射す
る放射性同位元素を含むペレット、電子線を加速器で加
速しX線を発生する装置、X線レーザ装置などを適用し
てもよい。また更に、外部線源を持つガンマ線CTにも
適用したり、線源を複数個としたりしてもよいのであ
る。即ち、本発明にあっては、広義のヘリカルスキャン
を行えるCT装置であれば、検出器やコリメータが全く
動かないPETを除く全てに応用することができ、ま
た、種々の変形実施が可能であることはいうまでもな
い。
【0033】なお、広義のヘリカルスキャンによる被検
体の3次元撮影は、 (1)CT装置(被検体を移動させなくても被検体の断
層像が少なくとも1つのスライス位置について撮影でき
る装置)を用い、 (2)その走査動作中に被検体を連続的に移動させる事
によって、 (3)被検体を移動させない場合に撮影できるスライス
位置の範囲を越える範囲にわたってデータ収集を行な
い、 (4)このデータに基づいて(少なくとも潜在的には)
その範囲内の任意のスライス位置の断層像を作成できる
画像再構成装置を備え、 (5)以上によって被検体の3次元撮影を行なう。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
キャンする際に継ぎ目無しで往復スキャンを実現できる
ので、スキャンの撮影時間を従来よりも大幅に短縮し得
るとともに、スキャン範囲に対する再構成範囲を従来よ
りも大幅に拡張し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された一実施例のX線CT装置の
概略を示す図である。
【図2】本発明の一実施例における要部の制御の流れを
示す図である。
【図3】本発明の一実施例における寝台の動きを示す図
である。
【図4】本発明の一実施例における撮影時間を説明する
ために用いた図である。
【図5】本発明の一実施例におけるスキャン範囲と再構
成範囲との関係を示す図である。
【図6】本発明の一実施例における画像再構成の第1例
を説明するために用いた図である。
【図7】本発明の一実施例における画像再構成の第2例
を説明するために用いた図である。
【図8】上記画像再構成の第2例で適用した外挿法を説
明するために用いた図である。
【図9】上記画像再構成の第2例で適用した外挿法を説
明するために用いた他の図である。
【図10】従来のX線CT装置での撮影時間を説明する
ために用いた図である。
【図11】従来のX線CT装置での撮影時間を説明する
ために用いた図である。
【符号の説明】
1 架台 2 寝台 3 コンソール 4 X線管 5 X線検出器 6 データ収集装置 7 架台駆動装置 8 寝台駆動装置 9 主制御装置 10 架台制御装置 11 画像再構成装置 12 寝台制御装置 13 画像データ記憶装置 14 画像表示装置 15 高電圧制御装置 16 高電圧発生装置 17 キーボード 18 スキャンモード切換スイッチ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 6/03

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 投影方向を連続的に変化させながら被検
    体との位置関係を相対的に移動させて、当該被検体の投
    影データを収集するデータ収集部と、前記投影データに
    基づく断層像を生成する生成手段とを備えたコンピュー
    タ断層撮影装置において、 前記位置関係が第1の方向から当該第1の方向とは逆方
    向に反転する際に、前記データ収集手段により連続的に
    投影データを収集させる制御手段を備えることを特徴と
    するコンピュータ断層撮影装置。
  2. 【請求項2】 前記生成手段は、前記投影データ収集範
    囲の端では外挿により仮想の投影データを求める手段を
    備えることを特徴とする請求項1記載のコンピュータ断
    層撮影装置。
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