JP4174598B2 - 断層撮影装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、医療分野や、非破壊検査,RI(Radio isotope)検査,および光学検査などの工業分野などに用いられる断層撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の装置として、例えば、透視台装置、Cアーム透過台装置などがある。このような装置は、例えばFPD(フラットパネルディテクタ)からなるX線検出器と、これに対向配置されたX線管とを備え、被検体を載置する天板(ベッド)を昇降あるいは水平移動させて、X線検出器およびX線管を互いに逆方向に水平移動させて走査させることで被検体の断層画像を得る(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−267622号公報(第4頁、図1,図2)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献1の場合には、以下のような問題がある。すなわち、X線管からX線を照射して走査すると、『焦点平面』と呼ばれる断面が存在する。この焦点平面は、もっとも有効なX線視野であって、この焦点平面では断層画像を再構成することができる領域がもっとも広く、この焦点平面から離れるのに従って再構成することができる領域が狭まる。従って、注目すべき被検体の領域が再構成可能範囲から外れてしまう場合がある。ベッドの高さの位置と焦点平面の位置との関係がわかっているので、従来の断層撮影では、ベッドの高さという撮影条件を設定することで注目すべき被検体の領域が再構成可能範囲に入るように設定していたが、換言すればベッドの高さ以外では再構成可能範囲に入るように撮影条件の設定を行うのが困難でもあった。
【0005】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、断層撮影前に、注目すべき被検体の領域が再構成可能範囲に入るように撮影条件を容易に設定することができる断層撮影装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明者は、上記の問題を解決するために鋭意研究した結果、次のような知見を得た。
すなわち、この発明者は、上述した再構成可能範囲について着目してみた。簡単に説明するために、図8に示すように、X線管101などに代表される照射源と、X線検出器102(FPD,イメージインテンシファイアなど)などに代表される検出手段とを被検体Mを挟んで互いに逆方向に水平移動させて走査させる。X線管101およびX線検出器102の走査可能な範囲(以下、この走査可能な範囲を『振り幅』とも呼ぶ)において、振り幅の各端部にX線管101およびX線検出器102がそれぞれ位置するときの、X線管101からX線検出器102へ照射されたX線の照射範囲103を図8にそれぞれ図示する。
【0007】
すると、振り幅の各端部にX線管101およびX線検出器102がそれぞれ位置するときのX線の各照射範囲103によって重なり合う図形は、図8に示すように四角形となる。この重なり合った四角形が、有効範囲104となる。すなわち、再構成することができる領域がもっとも広く得られるこの有効範囲104内の平面は、上述した焦点平面105であって、この焦点平面105から離れるのに従って再構成することができる領域が狭まる。従って、被検体Mの高さを任意に変えることができるように被検体Mを載置する天板(ベッド)の高さを設定することで、被検体Mの領域が再構成可能範囲に入るように設定することができる。
【0008】
同様に、図9に示すように、X線管101およびX線検出器102の振り幅の設定を変更すると、有効範囲104も変更することがわかる。このように、図8,図9に示すようなX線の照射範囲103や照射範囲103に含まれる有効範囲104を参照すれば、ベッドの高さ以外の撮影条件でも設定することが可能で、その設定によって注目すべき被検体の領域が再構成可能範囲に入ることが可能だとわかる。なお、有効範囲104については、実際にX線を照射してX線の照射範囲103を求め、そのX線の照射範囲103に基づいて求めなくとも、X線管101およびX線検出器102の振り幅などの条件、つまりX線管101およびX線検出器102などの断層撮影装置のジオメトリに関する条件の設定から求めることが可能である。
【0009】
してみれば、このようなX線の照射範囲103を撮影せずに、撮影前に走査範囲から有効範囲104を予め求め、被検体Mの撮影結果が図8,図9に示す方向になるように撮影を行ってから後に、有効範囲104と被検体Mの撮影画像とを重ね合わせた図8,図9の結果に基づいて、撮影条件を設定すればよい。このような知見に基づくこの発明は、次のような構成をとる。
【0010】
すなわち、請求項1に記載の発明は、被検体を断層撮影する第1撮影手段を備え、前記第1撮影手段は、電磁波を前記被検体に照射する照射源と、前記被検体に照射されて透過された前記電磁波を検出する検出手段と、前記照射源および検出手段を走査させる走査手段とを備えた断層撮影装置であって、前記装置は、前記第1撮影手段が撮影する照射源から検出手段への照射方向とは別の方向から前記被検体を撮影する第2撮影手段と、前記走査手段による前記照射源および検出手段の走査範囲に基づいて求められた断層像の有効範囲、および前記第2撮影手段によって撮影された撮影画像を重ね合わせ、その重ね合わせに基づいて撮影条件を設定する撮影条件設定手段とを備えることを特徴とするものである。
【0011】
〔作用・効果〕請求項1に記載の発明によれば、照射源が電磁波を被検体に照射し、その照射された電磁波が被検体を透過し、検出手段がその透過された電磁波を検出し、走査手段が照射源および検出手段を走査させることで、照射源と検出手段と走査手段とを備えた第1撮影手段は、被検体を断層撮影する。この被検体の断層撮影において、撮影条件設定手段によって撮影条件を設定してから行う。すなわち、撮影条件設定手段によって撮影条件を設定するために、第1撮影手段が撮影する照射源から検出手段への照射方向とは別の方向から被検体を第2撮影手段が撮影する。さらに、走査手段による照射源および検出手段の走査範囲から断層像の有効範囲を求め、この有効範囲、および第2撮影手段によって撮影された撮影画像を重ね合わせ、その重ね合わせに基づいて、撮影条件設定手段は撮影条件を設定する。以上を要約すると、第1撮影手段による断層撮影前に、第2撮影手段による撮影を行う。そして、再構成可能範囲の目安となる有効範囲、および第2撮影手段によって撮影された撮影画像に基づいて撮影条件を設定してから、第1撮影手段による断層撮影を行うことができる。その結果、第1撮影手段による断層撮影前に、注目すべき被検体の領域が再構成可能範囲に入るように撮影条件を容易に設定することができる。
【0012】
なお、本明細書中では、第2撮影手段による被検体の撮影を『予備撮影』と定義づけるとともに、撮影条件設定手段による撮影条件の設定後の第1撮影手段による被検体の断層撮影を『本撮影』と定義づける。
【0013】
撮影条件を設定する一例として、撮影条件は被検体の位置であって、重ね合わされた有効範囲の位置と、第2撮影手段によって撮影された撮影画像との関係に基づいて、撮影条件設定手段は被検体の位置を設定する(請求項2に記載の発明)ことが挙げられる。被検体の位置は、水平方向の位置や高さなどが挙げられる。設定条件を設定する他の一例として、撮影手段は走査手段による照射源および検出手段の走査範囲であって、重ね合わされた有効範囲の位置と、第2撮影手段によって撮影された撮影画像との関係に基づいて、撮影条件設定手段は照射源および検出手段の走査範囲を設定する(請求項3に記載の発明)ことが挙げられる。もちろん、請求項2と請求項3とを組み合わせてもよい。
【0014】
また、重ね合わされた有効範囲、および第2撮影手段によって撮影された撮影画像と、撮影条件によって設定された撮影条件と、設定された撮影条件において第1撮影手段で撮影された断層画像とを表示する表示手段を備える(請求項4に記載の発明)ことで、断層画像の撮影の成否を表示手段で確認することができるとともに、有効範囲や撮影条件と断層画像との関係を表示手段で確認することができる。また、表示手段に表示される撮影条件の一例としては、被検体の位置(請求項5に記載の発明)が挙げられる。なお、第1撮影手段と第2撮影手段とを1つの撮影手段で兼用してもよい(請求項6に記載の発明)。
【0015】
なお、本明細書は、断層撮影方法に係る発明も開示している。
【0016】
(1)照射源が電磁波を被検体に照射し、その照射された電磁波が前記被検体を透過し、検出手段がその透過された電磁波を検出し、走査手段が前記照射源および検出手段を走査させることで、前記被検体を断層撮影する断層撮影方法であって、(a)前記走査手段による前記照射源および検出手段の走査範囲に基づいて断層像の有効範囲を求める有効範囲導出過程と、(b)照射源から検出手段への照射方向とは別の方向から被検体を撮影する予備撮影を行う予備撮影過程と、(c)前記(a)の有効範囲導出過程において求められた前記有効範囲、および前記(b)の予備撮影過程において撮影された撮影画像を重ね合わせ、その重ね合わせに基づいて撮影条件を設定する撮影条件設定過程と、(d)前記(c)の撮影条件設定過程において設定された前記撮影条件に基づいて、照射源が電磁波を照射して検出手段がその電磁波を検出しつつ、照射源および検出手段が前記走査手段によって走査する本撮影を行う本撮影過程とを備えることを特徴とする断層撮影方法。
【0017】
〔作用・効果〕前記(1)の発明によれば、(a)の有効範囲導出過程では、走査手段による前記照射源および検出手段の走査範囲に基づいて断層像の有効範囲を求め、(b)の予備撮影過程では、照射源から検出手段への照射方向とは別の方向から被検体を撮影する予備撮影を行う。これによって、再構成可能範囲の目安となる断層像の有効範囲が、(a)の有効範囲導出過程においてわかる。その有効範囲、および(b)の予備撮影過程において撮影された撮影画像を重ね合わせ、その重ね合わせに基づいて撮影条件を設定することが(c)の撮影条件設定過程において可能になる。そして、(c)の撮影条件設定過程において設定された撮影条件に基づいて、照射源が電磁波を照射して検出手段がその電磁波を検出しつつ、照射源および検出手段が走査手段によって走査する本撮影、すなわち断層撮影を行うことができる。このように、本撮影でもある断層撮影前に、注目すべき被検体の領域が再構成可能範囲に入るように撮影条件を容易に設定することができる。
【0018】
(2)前記(1)に記載の断層撮影方法において、注目すべき被検体の領域の少なくとも一部が再構成可能範囲に入るまで、前記(a)の有効範囲導出過程と、前記(b)の予備撮影過程と、前記(c)の撮影条件設定過程とを複数回繰り返し行うことを特徴とする断層撮影方法。
【0019】
(3)前記(1)または(2)に記載の断層撮影方法において、前記撮影条件は前記被検体の位置であって、前記(c)の撮影条件設定過程は、前記(a)の有効範囲導出過程において求められた前記有効範囲、および前記(b)の予備撮影過程において撮影された撮影画像を重ね合わせ、その重ね合わせにおける有効範囲と撮影画像との関係に基づいて、被検体の位置を設定する過程であることを特徴とする断層撮影方法。
【0020】
(4)前記(1)から(3)のいずれかに記載の断層撮影方法において、前記撮影条件は前記走査手段による前記照射源および検出手段の走査範囲であって、前記(c)の撮影条件設定過程は、前記(a)の有効範囲導出過程において求められた前記有効範囲、および前記(b)の予備撮影過程において撮影された撮影画像を重ね合わせ、その重ね合わせにおける有効範囲と撮影画像との関係に基づいて、照射源および検出手段の走査範囲を設定する過程であることを特徴とする断層撮影方法。
【0021】
断層撮影方法の具体的な方法としては、例えば、前記(2)から(4)の発明のように行うことが可能である。もちろん、前記(2)から(4)の発明を適宜組み合わせてもよい。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
図1は、本実施例に係る断層撮影装置の概略構成を示した側面図、図2は、その正面図、図3は、予備撮影における断層撮影装置の正面図である。図4は、断層像の有効範囲を模式的に表した側面図、図5は、一連の断層撮影方法を示すフローチャートである。なお、本実施例では、断層撮影装置としてCアーム透過台装置を例に採るとともに、照射源としてX線を照射するX線管を例に採って説明する。
【0023】
大別すると、本実施例装置は、図1,図2に示すように、被検体Mを載置して検診するための天板1,支柱部2,およびCアーム3から構成される。この支柱部2は、天井面に取り付けられて多関節状に構成されている。
【0024】
天板1は、昇降可能で、かつ、被検体Mの体軸、あるいは体軸に対して水平面内で垂直方向の軸方向に沿って移動可能にそれぞれ構成されている。天板1の駆動を制御する天板駆動制御部4が、天板1に接続されており、この天板駆動制御部4は、天板1を駆動させる駆動機構や、天板1の体軸などの水平方向の移動を止めるブレーキ機構や、その体軸などの水平方向の移動を解除するブレーキ解除機構や、天板1の位置を検出する検出機構など(いずれも図示省略)を制御するように構成されている。
【0025】
Cアーム3の一端には、被検体MにX線を照射するX線管5が、他端には、被検体Mに照射されたX線を検出して光学像に変換するイメージインテンシファイア(以下、『I.I』と適宜略記する)6がそれぞれ支持されている。Cアーム3は被検体Mの体軸(図1,図2中のx軸)の軸心周りに、被検体Mの体軸に対して水平面内で垂直方向の軸(図1,図2中のy軸)の軸心周りにそれぞれ回転可能に構成されている。X線管5は、この発明における照射源に、I.I6は、この発明における検出手段にそれぞれ相当する。
【0026】
支柱部2およびCアーム3の駆動を制御するCアーム駆動制御部7が、支柱部2およびCアーム3にそれぞれ接続されており、このCアーム駆動制御部7は、支柱部2およびCアーム3を駆動させる駆動機構や、支柱部2およびCアーム3の位置を検出する検出機構など(いずれも図示省略)を制御するように構成されている。この支柱部2およびCアーム3によってX線管5およびI.I6は走査する。この支柱部2およびCアーム3は、この発明における走査手段に相当し、支柱部2とCアーム3とX線管5とI.I6とで、この発明における第1撮影手段を構成する。また、X線管5に管電圧および管電流を与える高電圧発生部8が、X線管5に接続されている。
【0027】
支柱部2が、上述したように多関節状に構成されることで、例えば図3中のy軸の方向に沿ってCアーム3に支持されたX線管5およびI.I6を配設して被検体Mを撮影することができる。このとき、被検体Mが撮影範囲に入るように、天板1の水平移動や昇降移動などを行う。図3に示す方向から行う撮影は、後述する予備撮影である。従って、支柱部2とCアーム3とX線管5とI.I6とは、この発明における第2撮影手段にも相当する。すなわち、この発明における第1撮影手段と第2撮影手段とを、本実施例では支柱部2,Cアーム3,X線管5,およびI.I6で兼用している。
【0028】
I.I6によって光学像に変換されたデータは、制御部9を介して、演算部10に送られて、種々の演算処理(例えば再構成)を施した後に断層画像として出力される。なお、本実施例装置のジオメトリに関する条件、すなわち支柱部2およびCアーム3によって走査するX線管5およびI.I6の走査範囲の条件は、演算部10に送られて、断層像の有効範囲21(図4参照)や、焦点平面22(図4参照)として求められる。予備撮影で撮影された被検体Mの撮影データは、有効範囲21や焦点平面22に重ね合わされるデータとして、制御部9を介して、演算部10に送られる。この予備撮影で撮影されるデータは断層画像ではないことに留意されたい。制御部9は、天板駆動制御部4,Cアーム駆動制御部7,高電圧発生部8などを統括制御するように構成されている。
【0029】
例えば、制御部9は、天板駆動制御部4を介して、天板4を制御することで天板4の水平方向の位置や高さなどを設定、さらにはこの天板4の設定により被検体Mの水平方向の位置や高さなどの設定といった撮影条件の設定を行うことができる。また、例えば、制御部9は、Cアーム駆動制御部7を介して、支柱部2およびCアーム3の駆動を制御することでX線管5およびI.I6の走査範囲などの設定、さらにはこれらX線管5およびI.I6の設定により後述するX線管5およびI.I6の振り幅d(図4参照)などの設定といった撮影条件の設定を行うことができる。つまり、制御部9は上述した統括制御のみならず、撮影条件をも設定することができ、制御部9と天板駆動制御部4とCアーム駆動制御部7とは、この発明における撮影条件設定手段に相当する。
【0030】
演算部10によって種々の演算処理を施された各データ、例えば上述した断層画像や有効範囲21(図4参照)などは、制御部9を介してモニタ11に表示される。断層画像や有効範囲21以外にも上述した撮影条件なども、制御部9を介してモニタ11に表示される。モニタ11は、この発明における表示手段に相当する。
【0031】
この他に、キーボードやマウスなどの入力装置12が備えられており、オペレータ(術者)は、制御部9に接続された各構成(例えば、天板駆動制御部4,Cアーム駆動制御部7,高電圧発生部8など)に統括制御するコマンド(命令)を入力装置12に入力し、そのコマンドに基づいて制御部9は各構成をそれぞれ統括制御する。
【0032】
Cアーム3が、被検体Mの体軸に対して水平面内で垂直方向の軸(図1,図2中のy軸)の軸心周りに回転するときには、図1,図4に示すように、Cアームの各端部にそれぞれ支持されたX線管5およびI.I6は鉛直軸(図1,図2中のz軸)に対して傾く。y軸の軸心周りに回転したときのX線管5およびI.I6の走査可能な範囲を、図4に示すように、振り幅dとする。この振り幅dの各端部にX線管5およびI.I6がそれぞれ位置するときの、X線管5からI.I6へ照射されたX線の照射範囲20は、図4にそれぞれ示される。
【0033】
振り幅dの各端部にX線管5およびI.I6がそれぞれ位置するときのX線の各照射範囲20によって重なり合う図形は、図4に示すように四角形となり、この重なり合った四角形が、断層像の有効範囲21となる。すなわち、この有効範囲21内では、振り幅d内の走査範囲でX線管5およびI.I6が回転してもX線が常に照射され、有効範囲21内の領域は、再構成することができる領域となる。この再構成することができる領域がもっとも広く得られるこの有効範囲21内の平面は、焦点平面22であって、この焦点平面22から離れるのに従って再構成することができる領域が狭まる。予備撮影では、図4中の被検体Mを、図3に示す方向から撮影する。なお、照射範囲20が重なり合ってできる有効範囲21および焦点平面22は、実際に撮影されて得られたデータでなく、上述したX線管5およびI.I6の走査範囲に基づいて撮影前に予め求められるものである。
【0034】
次に、一連の断層撮影方法について、図5のフローチャートを参照して説明する。
【0035】
(ステップS1)有効範囲導出
被検体Mを天板1に載置した後、天板1の高さや水平位置を所定の位置にまで移動させるために、オペレータは所定位置に設定するコマンドを入力装置12に入力し、制御部9および天板駆動制御部4を介して、天板1の水平移動あるいは昇降移動などの操作を行う。天板1の高さや水平位置を所定の位置にまで移動させることで、被検体Mの位置を設定する。
【0036】
その一方で、X線管5およびI.I6を所定の振り幅dで行うために、オペレータは所定振り幅に設定するコマンドを入力装置12に入力し、制御部9およびCアーム駆動制御部7を介して、支柱部2およびCアーム3などの制御を行う。この時点で、振り幅dなどに代表される走査範囲が設定されるので、この走査範囲に基づいて、図4に示すように有効範囲21や焦点平面22が求められる。このステップS1は、この発明における(a)の有効範囲導出過程に相当する。
【0037】
(ステップS2)予備撮影
被検体Mを所定の位置に、X線管5およびI.I6を所定の振り幅dで設定したら、図3に示す方向から予備撮影を行う。具体的には、X線管5がX線を照射してI.I6がそのX線を検出する。このステップS2は、この発明における(b)の予備撮影過程に相当する。
【0038】
なお、本実施例では、後述する本撮影(ステップS11)において、Cアーム3が、被検体Mの体軸に対して水平面内で垂直方向の軸(図1,図2中のy軸)の軸心周りに回転するとして、本撮影におけるX線管5からI.I6への照射方向(走査軌道面の方向)は、図4中の(有効範囲21の面である)zx平面内の方向と一致し、予備撮影において被検体Mを撮影する方向はy軸方向となったが、本撮影においてCアーム3が、被検体Mの体軸(図1,図2中のx軸)の軸心周りに回転する場合には、本撮影におけるX線管5からI.I6への照射方向(走査軌道面の方向)は、有効範囲の面であるyz平面内の方向と一致し、予備撮影において被検体Mを撮影する方向は、例えばx軸方向となる。もちろん、本撮影でのyz平面(走査軌道面)に対して垂直のx軸方向に限定されず、斜め方向から予備撮影を行ってもよい。本実施例のように本撮影においてX線管5からI.I6への照射方向(走査軌道面の方向)がzx平面内の方向のときも、zx平面に対して垂直のy軸方向に限定されず、斜め方向から予備撮影を行ってもよい。ただ、再構成可能範囲が確認し易い点において、予備撮影では走査軌道面の垂直方向から被検体Mを撮影するのが好ましい。
【0039】
(ステップS3)撮影条件設定
ステップS2において予備撮影が終了すれば、この予備撮影で得られた被検体Mの撮影データとステップS1において求められた有効範囲21とを重ね合わせる。この重ね合わされた有効範囲21および予備撮影での撮影データに基づいて、天板駆動制御部4またはCアーム駆動制御部7を介して、被検体Mの水平方向の位置や高さ、あるいはX線管5およびI.I6の振り幅dの設定などの撮影条件を設定する。このステップS3は、この発明における(c)の撮影条件設定過程に相当する。
【0040】
(ステップS4)表示
撮影条件をそのままの条件で設定するか、撮影条件を変更して設定するかという判断については、オペレータが行う。従って、最初に設定された撮影条件における断層画像の撮影の成否をモニタ11で確認して、その表示結果でオペレータは、撮影条件をそのままの条件で設定するか、撮影条件を変更して設定するかという判断をする。
【0041】
具体的には、重ね合わされた有効範囲21および予備撮影での撮影データと、ステップS1で設定された撮影条件とを、演算部10や制御部9を介してモニタ11に表示する。モニタ11に表示する一態様の例を、図6に示す。図6(a)は、最初に設定されたときの撮影条件とステップS1,S2で得られた重ね合わせによる有効範囲21および撮影データとの表示態様、図6(b)は、被検体Mの高さを変更したときの撮影条件と有効範囲21および撮影データとの表示態様、図6(c)は、振り幅dを変更したときの撮影条件と有効範囲21および撮影データとの表示態様である。ステップS4では図6(a)に示す表示態様をモニタ11で表示させる。
【0042】
図6では、撮影条件として天板1の高さや水平方向の位置、換言すれば天板1に載置された被検体Mの高さや水平方向の位置をモニタ11に表示し、焦点平面22に対して平行で被検体Mの高さの目安となる断層面23を表示する。図6中の2つの楕円状の領域は、注目すべき被検体Mの領域(以下、この領域を『関心領域』とも呼ぶ)24である。また、被検体Mの高さや水平方向の位置以外の撮影条件として、図6に示すように、振り幅dおよび最大の振り幅d1を表示してもよい。
【0043】
(ステップS5)注目すべき被検体の領域が再構成可能範囲に入っているか?注目すべき被検体の領域24、すなわち関心領域24が、図6(a)の表示態様から、再構成可能範囲に入っているか否かをオペレータが判断する。図6(a)の場合には、断層面23において関心領域24の全てが有効範囲21に入っていない、すなわち再構成可能範囲に入っていないものの、断層面23において関心領域24の一部は再構成可能範囲に入っている。予備撮影で設定された撮影条件のままで設定するか、あるいはより多くの関心領域24を再構成可能範囲に入れるべく撮影条件を変更して設定するかについて、図6(a)の表示態様からオペレータが入力装置12でコマンドを入力して決定する。撮影条件をそのままの条件で設定すると判断した場合には、ステップS11の本撮影に跳んで、撮影条件を変更設定する場合には、次のステップS6に移行する。
【0044】
(ステップS6)天板を操作?
天板1を操作することで被検体Mの高さや水平位置を設定するか、天板1を操作しないかの判断をオペレータが行う。オペレータが入力装置12でコマンドを入力することで上述した判断を決定する。天板1を操作するとオペレータが判断した場合には、次のステップS7に移行し、天板1を操作しないとオペレータが判断した場合には、被検体Mの位置設定以外に撮影条件を設定するのは、本実施例ではX線管5およびI.I6の走査可能な範囲、すなわちX線管5およびI.I6の振り幅dの設定に限られるので、ステップS10の走査範囲の設定に跳ぶ。
【0045】
(ステップS7)天板を昇降/水平移動
制御部9および天板駆動制御部4を介して、天板1の昇降/水平移動を行う。天板1の高さのみを高く変える場合、すなわち天板1の上昇のみを行う場合には、図6(a)の表示態様から、ステップS4の表示を経て、例えば図6(b)の表示態様となる。天板1の上昇によって被検体Mの高さが高くなり、それに伴って、断層面23および関心領域24ともどもそれらの高さが高くなる。
【0046】
(ステップS8)本撮影に移行?
天板1を昇降/水平移動した場合には、再度、ステップS1で有効範囲21を求め、ステップS2の予備撮影を行って、ステップS4でモニタ11に表示させなくとも、天板1を昇降/水平移動するという撮影条件の設定後のモニタ11の表示態様の概略がわかるので、オペレータは、本撮影に移行するか、それとも、予備撮影等を繰り返すか否かの判断を行うことが、本実施例では可能である。本撮影に移行すると判断した場合には、ステップS11の本撮影に移行し、予備撮影等を繰り返すと判断した場合には、次のステップS9に移行する。
【0047】
(ステップS9)X線管/I.Iを操作?
ステップS7での天板1の昇降/水平移動による被検体Mの位置の設定に加えて、X線管5およびI.I6を操作するか否かの判断をオペレータが行う。X線管5およびI.I6を操作すると判断した場合には、ステップS10の走査範囲の設定に跳び、操作しないと判断した場合には、そのままステップS2の予備撮影に戻る。
【0048】
(ステップS10)走査範囲の設定
制御部9およびCアーム駆動制御部7を介して、X線管5およびI.I6の走査可能な範囲の設定を変えて、振り幅dを変える。振り幅dを、例えば最大の振り幅d1に変える場合には、図6(a)の表示態様から、ステップS4の表示を経て、例えば図6(c)の表示態様となる。振り幅dの変更によって有効範囲21が変更されるので、有効範囲21を再度求めるべく、ステップS1に戻る。
【0049】
(ステップS11)本撮影
上述のように設定された撮影条件に基づいて、X線の照射範囲20に基づく制御部9や天板駆動制御部4やCアーム駆動制御部7などの制御部による撮影条件の設定後の断層撮影である本撮影を行う。具体的には、X線管5がX線を照射してI.I6がそのX線を検出しつつ、X線管5およびI.I6が支柱部2およびCアーム3によって走査する。このステップS11は、この発明における(d)の本撮影過程に相当する。
【0050】
(ステップS12)表示
設定された撮影条件の下で本撮影が終了すれば、図6中のモニタ11に表示されている撮影条件および有効範囲21などに加えて、I.I6によって光学像に変換されたデータについて演算部10で再構成を施して得られた断層画像をモニタ11に表示する。断層画像を加えてモニタ11に表示する位置態様の例を、図7に示す。図7は、図6(b)において被検体Mの高さを変更したときの撮影条件および有効範囲21などに加えて、その撮影条件の下での断層画像を表示したときの表示態様である。図7中の符号25は、断層撮像を示し、その断層画像25中の符号24aは、断層面23における注目すべき被検体の領域24、すなわち断層面23における関心領域24を断層画像25中に表したときの画像である。
【0051】
上述したステップS1〜S12に係る一連の断層撮影方法、および本実施例装置によれば、ステップS1では、X線管5およびI.I6の振り幅dなどに代表される走査範囲に基づいて断層像の有効範囲21を求め、ステップS2では、図3に示す方向から撮影を行うべく、X線管5がX線を被検体Mに照射し、その照射されたX線が被検体Mを透過し、I.I6がその透過されたX線を検出する予備撮影を行う。これによって、再構成可能範囲の目安となる断層像の有効範囲21がステップS1からわかる。その有効範囲21およびステップS2の予備撮影で撮影された被検体Mの撮影データを重ね合わせ、その重ね合わせに基づいて撮影条件を設定することが可能になる。そして、設定された撮影条件に基づいて、X線管5がX線を照射してI.I6がそのX線を検出しつつ、X線管5およびI.I6が支柱部2およびCアーム3によって走査する本撮影、すなわち断層撮影を行うことができる。本撮影でもある断層撮影前に、注目すべき被検体の領域24、すなわち関心領域24が再構成可能範囲に入るように撮影条件を容易に設定することができる。
【0052】
また、本実施例では、断層画像25や重ね合わされた有効範囲21および撮影データや撮影条件を表示するモニタ11を備えることで、断層画像の撮影の成否をモニタ11で確認することができるとともに、有効範囲21や撮影条件と断層画像25との関係をモニタ11で確認することができる。
【0053】
さらに、この方法では、本撮影前に予備撮影を1回行うのみで、断層像の有効範囲と撮影データとの関係が明らかになるので、従来のように有効範囲21を求めるための照射範囲20を得るべく走査しながらX線を照射する必要がなく、被検体Mへの曝射量を減らすことができるという効果をも奏する。なお、本実施例において、予備撮影では、1回のみの撮影であったが、複数回撮影を行って、それらの各データを融合した上で、有効範囲21に重ね合わせてもよい。
【0054】
なお、モニタ11に、有効範囲21と、予備撮影で得られた被検体Mの撮影データとを表示する順番は、撮影データを表示してから有効範囲21を表示してもよいし、有効範囲21を表示してから撮影データを表示してもよいなど、モニタ11への表示の順番については特に限定されない。
【0055】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【0056】
(1)上述した本実施例では、X線などに代表される放射線を検出して、その放射線から断層画像を取得するものであったが、放射線以外にも、電磁波であれば特に限定されない。例えば光を検出して、その光から断層画像を取得するものであってもよい。
【0057】
(2)上述した本実施例では、この発明における検出手段は、イメージインテンシファイア(I.I)であったが、電磁波を検出する手段であれば、特に限定されない。例えば検出手段は、FPD(フラットパネルディテクタ)であってもよい。
【0058】
(3)上述した本実施例では、この発明における照射源はX線を照射するX線管5であったが、電磁波を照射する手段であれば、特に限定されない。例えば照射源は、光を照射する手段であってもよい。
【0059】
(4)上述した本実施例では、被検体Mを載置する天板1は水平面(図1中のxy平面)であって、被検体Mは仰臥する姿勢であったが、天板1を垂直(yz平面、あるいはzx平面)にして、被検体Mを立位姿勢にして断層撮影を行ってもよいし、あるいは天板1を斜めにして断層撮影を行ってもよい。
【0060】
(5)上述した本実施例では、より多くの関心領域24を再構成可能範囲に入れるとオペレータが判断した場合には、その関心領域24が再構成可能範囲に入るまで、予備撮影と照射範囲撮影と撮影条件設定と(ステップS1〜S10)を複数回繰り返し行っていたが、オペレータが判断することなく、関心領域24が所定の割合あるいは関心領域24の全てが再構成可能範囲に入るまで、予備撮影と照射範囲撮影と撮影条件設定とを複数回、自動的に繰り返し行ってもよい。もちろん、予備撮影と照射範囲撮影と撮影条件設定とのステップを1回のみ行ってから、本撮影に移行してもよい。
【0061】
(6)上述した本実施例では、断層撮影装置としてCアーム透過台装置、いわば非CT(computed tomography)系の撮影装置を例に採って説明したが、Cアーム以外の透過台装置であってもよいし、CT系のコーンビームCT装置などであってもよい。通常に用いられる断層撮影装置であれば、特に限定されない。なお、この発明は、非CT系において有用であるのは言うまでもない。
【0062】
Cアーム以外の透過台装置では、上述した図8に示すように、X線管101とX線検出器102とを被検体Mを挟んで互いに逆方向に水平移動させて走査させるタイプに適用する場合には、図8の紙面に垂直の方向から予備撮影を行えばよい。また、被検体を水平に仰臥させたときに、X線管5およびI.I6を結ぶ照射軸を鉛直軸に対して所定角(この角度を『ラミノ角』とも呼ぶ)だけ傾斜させて、鉛直軸心周りに回転走査させることで歳差運動を行うタイプに適用してもよい。
【0063】
(7)上述した本実施例では、この発明における第1撮影手段と第2撮影手段とを、1つの撮影手段で兼用したが、各々の撮影手段でそれぞれ用いてもよい。
【0064】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1に記載の発明によれば、第1撮影手段から撮影する照射源から検出手段への照射方向とは別の方向から被検体を第2撮影手段が撮影し、重ね合わされた、走査手段による照射源および検出手段の走査範囲に基づいて求められた断層像の有効範囲、および第2撮影手段によって撮影された撮影画像に基づいて、撮影条件設定手段は撮影条件を設定することが可能になる。従って、再構成可能範囲の目安となる有効範囲、および撮影画像に基づいて撮影条件を設定してから、第1撮影手段による断層撮影を行うことができる。その結果、第1撮影手段による断層撮影前に、注目すべき被検体の領域が再構成可能範囲に入るように撮影条件を容易に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係る断層撮影装置の概略構成を示した側面図である。
【図2】本実施例に係る断層撮影装置の概略構成を示した正面図である。
【図3】予備撮影における断層撮影装置の正面図である。
【図4】断層像の有効範囲を模式的に表した側面図である。
【図5】一連の断層撮影方法を示すフローチャートである。
【図6】モニタに表示する一態様の例であって、(a)は、最初に設定されたときの撮影条件とステップS1,S2で得られた重ね合わせによる有効範囲との表示態様、(b)は、被検体の高さを変更したときの撮影条件と有効範囲および撮影データとの表示態様、(c)は、振り幅を変更したときの撮影条件と有効範囲および撮影データとの表示態様である。
【図7】被検体の高さを変更したときの撮影条件および有効範囲などに加えて、その撮影条件の下での断層画像を表示したときの表示態様である。
【図8】X線管とX線検出器とを被検体を挟んで互いに逆方向に水平移動させて走査させる場合の断層撮影を模式的に表した図である。
【図9】X線管およびX線検出器の振り幅の設定を変更したときの断層撮影を模式的に表した図である。
【符号の説明】
2 … 支柱部
3 … Cアーム
4 … 天板駆動制御部
5 … X線管
6 … イメージインテンシファイア(I.I)
7 … Cアーム駆動制御部
9 … 制御部
11 … モニタ
20 … 照射範囲
21 … 有効範囲
24 … 注目すべき被検体の領域(関心領域)
M … 被検体
Claims (6)
- 被検体を断層撮影する第1撮影手段を備え、前記第1撮影手段は、電磁波を前記被検体に照射する照射源と、前記被検体に照射されて透過された前記電磁波を検出する検出手段と、前記照射源および検出手段を走査させる走査手段とを備えた断層撮影装置であって、前記装置は、前記第1撮影手段が撮影する照射源から検出手段への照射方向とは別の方向から前記被検体を撮影する第2撮影手段と、前記走査手段による前記照射源および検出手段の走査範囲に基づいて求められた断層像の有効範囲、および前記第2撮影手段によって撮影された撮影画像を重ね合わせ、その重ね合わせに基づいて撮影条件を設定する撮影条件設定手段とを備えることを特徴とする断層撮影装置。
- 請求項1に記載の断層撮影装置において、前記撮影条件は前記被検体の位置であって、重ね合わされた前記有効範囲と、前記第2撮影手段によって撮影された撮影画像との関係に基づいて、前記撮影条件設定手段は被検体の位置を設定することを特徴とする断層撮影装置。
- 請求項1または請求項2に記載の断層撮影装置において、前記撮影条件は前記走査手段による前記照射源および検出手段の走査範囲であって、重ね合わされた前記有効範囲と、前記第2撮影手段によって撮影された撮影画像との関係に基づいて、前記撮影条件設定手段は照射源および検出手段の走査範囲を設定することを特徴とする断層撮影装置。
- 請求項1から請求項3のいずれかに記載の断層撮影装置において、重ね合わされた前記有効範囲、および前記第2撮影手段によって撮影された撮影画像と、前記撮影条件設定手段によって設定された前記撮影条件と、設定された撮影条件において第1撮影手段で撮影された断層画像とを表示する表示手段を備えることを特徴とする断層撮影装置。
- 請求項4に記載の断層撮影装置において、前記表示手段に表示される前記撮影条件は、前記被検体の位置であることを特徴とする断層撮影装置。
- 請求項1から請求項5のいずれかに記載の断層撮影装置において、前記第1撮影手段と第2撮影手段とを1つの撮影手段で兼用することを特徴とする断層撮影装置。
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