JP4643751B2 - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は複数列によって構成された検出器を有し、この検出器からのデータに基づき、スキャンに要する時間よりも短い時間で複数枚の画像を再構成してリアルタイム表示するＸ線コンピュータ断層撮影装置に関する。

１スキャンに要する時間よりも短い時間で複数枚（必ずしも検出器列の数とは対応しない）の断層画像を一度に再構成し、これらの画像をほぼリアルタイムで表示（ＣＴ透視）することが可能なＣＴとしてマルチスライスＣＴが知られている。

いわゆる従来のシングルスライスＣＴでは、１枚の断層像しか透視を行えなかったが、マルチスライスＣＴでは同時に複数枚（複数スライス）のＣＴ透視が可能である。ＣＴ透視においては、あたかもリアルタイムで断層像が表示される。

マルチスライスＣＴ透視は、このように同時に複数枚の断層像を観察できることから種々の診断例えば生検等、における穿刺針のはみ出し検知に有用である。

一例として、３列の検出器列から成るマルチスライス検出器を有する従来のマルチスライスＣＴにおいて、Ｘ線管から放射されたＸ線（放射線）は、プリコリメータによって３スライス分に相当する厚さにコリメートされる。コリメータされたＸ線は被検体を透過した後、マルチスライス検出器に入射する。そして、各々の検出器列に対応した画像がディスプレイに別々に表示される。

そして、穿刺等を行う場合は穿刺の操作者は架台（ガントリ）の近くに立ち、架台の近くにあるディスプレイを見ながら作業を行うことになる。

上述したようなマルチスライスＣＴ透視を行なえるように構成された従来のＸ線コンピュータ断層撮影装置には、次のような問題点がある。

マルチスライスＣＴ透視において、再構成された画像を単に並列に表示するのみでは、観察者に対し多数枚の画像を同時に観察することを強いることになるので、観察者は現在どのような状況下にあるのかを迅速且つ適切に把握することが困難となる。特に透視画像の枚数が多くなるとこの問題はより顕著となる。

例えば穿刺においては、３枚の画像を並べて表示させ、中央の画像に沿って穿刺針を挿入し、その両端の画像を穿刺針のはみ出し検知に用いる場合が多い。

しかしながら、同時に３枚の画像を詳細に観察することは熟練者であってもかなりの負担がかかることであり、穿刺針の挿入経路がずれるといった状況の認識が遅れてしまう可能性がある。これを防止するために穿刺作業をゆっくりと時間をかけて行えば、作業に時間がかかるばかりでなく、被検体への被爆量の増加を招いてしまう。

したがって、従来より、マルチスライスＣＴ透視下において穿刺等の作業を適切且つ迅速に行えるような新たな仕組みが望まれている。

また、次のような問題点もある。

マルチスライスＣＴ透視において、再構成された画像を単に並列に表示させた場合、個々の画像は必然的に縮小して表示させることになり、このため詳細に観察しにくくなるという問題点がある。例えば同時に３枚の画像を並べて表示する場合、その１枚のみを表示させる場合と比較して画像のサイズは３分の１となってしまう。

穿刺等の作業を行う場合、ターゲット部位の近傍では特に詳細な観察が必要であるとされている。穿刺針先端位置の認識を術者が誤ると、例えばバイオプシではターゲット部位ではない組織を切り取ってしまうといったことが起こる可能性がある。

したがって、本発明の目的はマルチスライスＣＴ透視下において穿刺等の作業を適切且つ迅速に行えるようにしたＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することである。

上記課題を解決し目的を達成するために本発明は次のように構成されている。

（１）本発明のＸ線コンピュータ断層撮影装置はＸ線を発生するＸ線発生手段と、前記Ｘ線発生手段から発生し且つ被検体を透過した透過Ｘ線を検出する検出手段と、前記検出手段からの検出信号に基づき、１スキャンに要する時間よりも短い時間で複数断面の画像を再構成する再構成手段と、前記再構成手段が再構成した複数断面の画像のうち、断面位置が両端又は両端付近の画像の画素の値を所定の閾値と比較し、当該閾値を超えた画素の値からなる閾値画像を生成する画像処理手段と、前記画像処理手段により得られた閾値画像と前記再構成手段により再構成された複数断面の画像のうちの前記閾値処理されていない他の画像とを並べて表示する表示手段と、を具備し、前記閾値は前記被検体と当該被検体への挿入物と弁別可能とする画素の値であることを特徴とすることを特徴とする。

（２）本発明のＸ線コンピュータ断層撮影装置は上記（１）に記載の装置であって、且つ前記表示手段は、前記閾値画像が他の画像と区別可能となるように色付けすることを特徴とする。

（３）本発明のＸ線コンピュータ断層撮影装置は上記（１）又は（２）に記載の装置であって、且つ前記閾値処理手段による閾値処理における前記閾値の超過を操作者に警告する警告手段をさらに具備することを特徴とする。

（４）本発明のＸ線コンピュータ断層撮影装置は上記（３）に記載の装置であって、且つ前記警告手段は、閾値処理対象の画像毎に異なる警告を行うことを特徴とする。

本発明によれば再構成画像の差分表示又は閾値表示に基づいて穿刺における穿刺針のような挿入物の位置を明確に把握して作業を行えるようになる。これにより穿刺針等が被検体の臓器等に誤って刺さされるという危険を容易に回避することができるようになり、高精度の穿刺作業を迅速に行えるようになる。したがって、被検体に与える被爆を最小限に抑えることができる。

また、操作者が指定した画像が他の画像よりも拡大して表示されるので、再構成画像を単に並列に表示した場合において、個々の画像が小さくなり、観察しにくくなるという問題が回避される。肝心の画像を大きく表示しつつ、他の画像も観察できるので、穿刺やバイオプシ（生検）等の作業を行う場合に本発明は特に有用である。すなわち、ターゲット部位の近傍において詳細な観察を容易に行うことができるようになり、術者がターゲット部位への穿刺針の到達の認識を間違うことが無くなる。また、バイオプシにおいては、ターゲット部位を確実に認識して対象組織を取り出すことができるようになる。このように本発明によれば、マルチスライスＣＴ透視における診断能や操作性を向上できる。

本発明のＸ線コンピュータ断層撮影装置の実施形態に係るマルチスライスＣＴ透視システムの外観を示す図。 上記システムの概略構成を示すブロック図。 マルチスライス検出器の構成を示す斜視図。 第１実施形態に係る入力器を示す図。 第１実施形態に係る入力器による指定の一例を示す図。 第１実施形態に係るメインコントローラ３０の動作を示すフローチャート 第１実施形態に係るプリコリメータの開口幅を制御する機構を示す図。 第１実施形態に係るマルチスライスＣＴ透視の様子を示す図。 第１実施形態のマルチスライスＣＴ透視システムを利用して穿刺を行った場合における第１の表示例を示す図。 第１実施形態のマルチスライスＣＴ透視システムを利用して穿刺を行った場合における第２の表示例を示す図。 第１実施形態における警告表示の例を示す図。 第２実施形態に係る入力器を示す図。 第２実施形態に係る入力器による指定の一例を示す図。 第２実施形態に係るメインコントローラの動作を示すフローチャート。 第２実施形態に係るハイライト表示の一例を示す図。 第２実施形態に係るＲＧＢ重畳表示の例を示す図。 第３実施形態に係る入力器を示す図。 第３実施形態に係る入力器による指定の一例を示す図。 第３実施形態に係るメインコントローラにより行われる制御の流れを示すフローチャート。 第３実施形態のマルチスライスＣＴ透視システムによる画像表示例を示す図。 拡大表示の切替を示す図。 画像束ねの他の例を示す図。 画像束ねの他の例を示す図。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。

図１は本発明のＸ線コンピュータ断層撮影装置の実施形態に係るマルチスライスＣＴ透視システムの外観を示す図、図２はこのシステムの概略構成を示すブロック図である。

図１及び図２に示すように、マルチスライスＣＴ透視システムは、ガントリ１、寝台２、制御キャビネット３、入力器６、電源４、ディスプレイ５，７、および各種コントローラ３１〜３３を備え、例えばＲ−Ｒ方式で駆動されるようになっている。コントローラとしては、高電圧コントローラ３１、架台コントローラ３３，および寝台コントローラ３２が備えられる。

ここで、図１に示す如く、寝台２の長手方向をスライス方向（または回転軸方向）Ｚとして、これに直交する２方向をチャンネル方向ＸおよびＸ線ビーム曝射方向Ｙとしてそれぞれ定義する。

寝台２の上面には、その長手方向（スライス方向Ｚ）にスライド可能に支持された状態で天板２ａが配設されており、その天板２ａの上面に被検体Ｐが載置される。天板２ａは、サーボモータに代表される寝台駆動装置２ｂの駆動によってガントリ１の診断用開口部に進退可能に挿入される。この寝台駆動装置２ｂには、コントローラ３２からの駆動信号が供給される。寝台２はまた、天板２ａの寝台長手方向の位置を電気信号で検出するエンコーダなどの位置検出器（図示せず）を備えており、この検出信号を寝台制御用の信号としてコントローラ３２に送るようになっている。

ガントリ１は、その内部にほぼ円筒状の回転フレームを有する。回転フレームの内側には上述の診断用開口部が位置する。回転フレームには、図２に示すように上記診断用開口部に挿入された被検体を挟んで互いに対向するようにＸ線管１０及びマルチスライス検出器１１が設けられる。さらに、回転フレームの所定位置には高電圧発生器２１、プリコリメータ２２、プリコリメータコントローラ２２１、データ収集装置（ＤＡＳ）２４、および架台駆動装置２５が設けられる。

プリコリメータ２２は、スライス方向の可変開口を有し、Ｘ線管１０から発生されたＸ線のスライス方向のビーム幅を規定するものであり、この可変開口幅はプリコリメータコントローラ２２１によって制御されるものとなっている。

Ｘ線源として機能するＸ線管１０は、例えば回転陽極Ｘ線管の構造を成し、高電圧発生器２１からフィラメントに電流を流すことによりフィラメントが加熱され、熱電子がターゲットに向かって放出される。この熱電子はターゲット面に衝突して実効焦点が形成され、ターゲット面の実効焦点の部位からＸ線ビーム（ファンビーム）が曝射される。

高電圧発生器２１には、低圧スリップリング２６を介して電源装置４から低電圧電源が供給されるとともに、光信号伝送システム２７を介して高電圧コントローラ３１からＸ線曝射の制御信号が与えられる。このため高電圧発生器２１は、供給される低圧電源から高電圧を生成するとともに、この高電圧から制御信号に応じたパルス状の管電圧を生成し、これをＸ線管１０に供給する。

また、マルチスライス検出器１１は、図３に示すように、複数の検出チャンネルを有する検出器列１１１をスライス方向に複数列配（本実施形態では６列）した２次元検出器から成る。

Ｘ線管１０とマルチスライス検出器１１は回転フレームの回転によってガントリ１内で、診断用開口部における軸方向の回転中心軸の囲りに回転可能になっている。マルチスライス検出器１１の各検出素子は、入射する透過Ｘ線をこれに相当する電流信号に変換するシンチレータおよびフォトダイオードの個体検出器構造を有する。マルチスライス検出器１１が検出した微弱電流信号はＤＡＳ２４に送られる。

ＤＡＳ２４は、マルチスライス検出器１１から送られてくる透過Ｘ線の検出信号としての微弱電流信号を増幅してＡ／Ｄ変換し、これを収集データとしてデータ伝送部２８に送る。これを行うため、ＤＡＳ２４は、マルチスライス検出器１１が２次元検出器であることを考慮して、図示しないが「ｎチャンネル×ｆ素子列」の検出信号（ｎ，ｆは「１」より大きい正の整数）から列選択信号に応じてチャンネルごとに１列分の検出信号を選択し、これを束ね合わせるデータ選択部と、このデータ選択部により各々選択された検出信号を増幅したりＡ／Ｄ変換するデータ収集部とを備える。列選択信号は例えば後述するメインコントローラから与えられる。

データ伝送部２８はガントリ１内の回転側と固定側の信号経路を接続するものであり、ここでは一例として、非接触で信号伝送する光伝送システムが使用される。

補正ユニット３４は、メインコントローラ３０からの処理指令に応じて、ＤＡＳ２４から送られてくるデジタル量の収集データに各種の補正処理を施す。この補正処理された収集データは、メインコントローラ３０の書き込み指令によってデータ保存ユニット３５に一旦格納・保存される。この保存データはメインコントローラ３０の所望タイミングでの読み出し指令に応じてデータ保存ユニット３５から読み出され、再構成ユニット３６に転送される。再構成ユニット３６は、メインコントローラ３０の管理下において、再構成用の収集データが転送されたきた段階で、例えばコンボルーションバックプロジェクション法に基づきスライス毎の再構成処理を行い、断層像を生成する。

断層像データは、メインコントローラ３０の制御により、必要に応じてデータ保存ユニット３５に保存される一方、表示プロセッサ３７にも送出される。表示プロセッサ３７は、この断層像データにカラー化処理、アノテーションデータやスキャン情報の重畳処理などの必要な処理を行い、ディスプレイ５に供給する。ディスプレイ５においては、画像データがＤ／Ａ変換され、断層像として表示される。入力器６は、スキャン条件（検出器の検出器列の数及びその位置、スキャン部位及び位置、スライス厚、Ｘ線管電圧及び電流、被検体に対するスキャン方向などを含む）、画像表示条件などの種々の指定を操作者が行うための手段である。

本実施形態のシステムは、マルチスライスＣＴ透視を実施することが可能となっており、すなわち、上述した再構成ユニット３６は１スキャンに要する時間よりも短い時間で関心画像及び非関心画像を含む少なくとも１又は複数枚（必ずしも検出器列の数とは対応しない）の画像（断層像）を再構成する。再構成された各々の画像は、ほぼリアルタイムでディスプレイ５に表示される。

いわゆる穿刺等の生検を実施する場合には、穿刺の操作者（術者）はガントリ１の近くに立ってディスプレイ５の表示画像を観察しながら作業を行う。

以下、本実施形態のマルチスライスＣＴ透視システムの特徴点に係る第１乃至第３の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
第１実施形態は差分処理画像の表示を行うマルチスライスＣＴ透視に関する。

本実施形態のシステムでは、スライス位置に対応した画像の表示枚数、及び画像のスライス厚を任意に設定可能となっている。ここでは、例えば検出器列の１列目と２列目からのデータを束ねて１枚の画像を得るようにし、同様に３列目と４列目からのデータを束ねて１枚の画像を得るようにし、さらに５列目と６列目からのデータを束ねて１枚の画像を得ることで、合計３枚の画像の透視モードを実施する。

［入力器］
図４は、本実施形態の入力器を示す図である。この入力器は、使用する検出器例と画像束ね、及び差分処理画像を指定するための手段であって、入力器６内に設けられる。尚、入力器６は、ガントリ１、寝台２、又は図１に示したように制御キャビネット３上のいずれかの箇所に設けられる。

図４において、４０は検出器列の番号、架台側と寝台側、及び画像の番号を示すアイコン（絵図）であり、４１は内部にＬＥＤを備え、検出器列の番号と画像の番号とを対応付けるための複数のボタンであり、４２は４１と同様に内部にＬＥＤを備え、差分処理する画像をその画像番号によって指定するための複数のボタンである。

操作者がいずれかのボタン４１を押下すると、そのボタン内部のＬＥＤが点灯するようになっており、この操作を行うことで、各画像に対し必要な検出器列を割り当てることができる。

複数の検出器列が一つの画像に対して選択された場合には、それらの検出器列からの収集データは束ねられて一つの画像となる（画像束ね）。

また、操作者がいずれかのボタン４２を押下すると、そのボタン内部のＬＥＤが点灯するようになっており、この操作を行うことで差分処理する画像を指定できる。

この入力器６による指定の一例を図５に示す。

点灯しているボタン（ハッチングによって示す）は、そのボタンが操作者により押下されたことを意味する。尚、ここではボタンによって上述した条件を指定する場合であるが、これがディスプレイとタッチパネルにより実現されてもいいし、マウスカーソルをディスプレイ画面において所定の場所に移動させてクリックすることでタッチパネルの代用としても良い。

入力器６によるボタンの押下情報を表す信号はメインコントローラ３０に送られる。メインコントローラ３０はこの押下情報に基づいて次のように動作する。

図６は、メインコントローラ３０の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、入力器６からの指定を受けて、メインコントローラ３０が行う判断過程等を示したものである。

先ずステップＳ１において、術者は、使用する検出器列と画像束ね及び差分処理する画像を入力器６を用いて指定する。次にステップＳ２において、使用する検出器列に応じてプリコリメータ制御信号を架台コントローラ３３に出力する。次に、ステップＳ３において、補正ユニット３４に対し束ねる収集データを指示する。次に、ステップＳ４において、再構成ユニット３６に対し画像枚数分の再構成を行うように指示する。そして、表示プロセッサ３７に対し差分処理する画像を指示する。

［プリコリメータ開口制御］
図７はプリコリメータの開口幅を制御する機構を示す図である。

プリコリメータコントローラ２２１は、プリコリメータ２２の２枚のブレード２２ａ、２２ｂの回転軸方向の位置を独立して制御する。一方、プリコリメータ２２は、２枚のブレード２２ａ、２２ｂの動作位置を示すパルスを出力する。

ステッピングモータ（又はサーボモータ）７３はそのパルスに応じ減速機を介してピニオンギア７２を回転駆動する。ピニオンギア７２の回転力はラックギア７２に伝達され、これにより回転運動が直線運動に変換され、プリコリメータ２２のそれぞれのブレード２２ａ、２２ｂの位置を制御できる。

図７に示したプリコリメータの開口幅制御のための機構は、あくまで一例であり、開口幅のみならずプリコリメータの位置を制御できれば他のいかなる方法であっても構わない。

［束ねの動作］
次に、上記の設定に従い、図８（ａ）に示すように、プリコリメータ２２は検出器６列分に相当する開口幅とし、マルチスライスＣＴ透視が開始される。

この時、６列分の収集データはそのまま補正ユニット３４に送られるが、図８（ｂ）に示すように、中央の４列が束ねられて３画像分に相当する収集データを得る。メインコントローラ３０からの指示に従って上記指定された画像方向でスキャンに要する時間より短い時間で３枚の画像が再構成され、表示プロセッサ３７に送られる。

［束ねと再構成］
次に、上記の設定に従い、図８（ａ）に示すように、プリコリメータ２２は検出器６列分に相当する開口幅とし、マルチスライスＣＴ透視が開始される。

この時、６列分の収集データはそのまま補正ユニット３４に送られるが、図８（ｂ）に示すように、検出器列の１列目と２列目、３列目と４列目、及び５列目と６列目の各々のデータが束ねられて３画像分に相当する収集データが得られる。そして、メインコントローラ３０からの指示に従い、１回のスキャンに要する時間よりも短い時間で３枚の画像が再構成され、この再構成画像は表示プロセッサ３７に送られる。

［差分処理］
本実施形態における「差分処理」とは、再構成ユニット３６が再構成した複数断面の画像のうちの少なくとも一枚の画像を特定画像と差分処理して差分画像を生成することである。この場合の「特定画像」とは、再構成ユニット３６が画像収集の最初に再構成した同一断面位置の画像である。

［ディスプレイへの表示］
表示プロセッサ３７はメインコントローラ３０からの指示に従って、再構成された３枚の画像をディスプレイ５に表示させる。図８（ｂ）に示すディスプレイ５はこの場合の表示例を示す。

［穿刺における第１の表示例：中央画像に沿って穿刺］
図９は本実施形態のマルチスライスＣＴ透視システムを利用して穿刺を行った場合における第１の表示例を示す図である。この表示例は、被検体に穿刺針を挿入し始めてからこの穿刺針がターゲットに到達するまでの一連の表示例を示しており、術者は画像２に表示されているターゲットに対し、画像２のスライス幅からはみ出さないように穿刺針を挿入する。

図９（ａ）は穿刺針の挿入直前の状態を示しており、画像２の両脇の画像（画像１及び３）は未だ差分処理がなされていない。ここで、術者はターゲットと穿刺針が画像２に入っていることを確認する。

図９（ｂ）に示すように、画像２の両脇の画像を差分表示に切り替えてから穿刺作業を開始する。差分表示への切替は上述した入力器６を用いて行われる。

図９（ｃ）は、穿刺針の先端が画像３側にずれた状態を示している。ここで画像３（及び画像１）は差分表示に切り替えられている。

再構成ユニット３６により再構成された画像と画像収集の最初の一枚目との差分処理を行った場合、最初の一枚目には穿刺針は描出されていないため、生成される差分処理画像（すなわち画像３）は穿刺針のみを鮮明に表す画像となる。

したがって、穿刺の術者は画像３を観察することで穿刺針の挿入方向の画像３方向へのずれを明確に把握し、適切な修正を行える。

一方、図９（ｄ）は穿刺針の先端が画像１側にずれた状態を示している。ここで画像１は画像３と同様に差分表示に切り替えられている。生成される差分処理画像（この場合、画像１）は画像３と同様に穿刺針のみを鮮明に表す画像となる。このため、穿刺の術者は画像１を観察することで穿刺針の挿入方向の画像１方向へのずれを明確に把握し、適切な修正を行える。

以上のように、穿刺針の挿入方向が図９（ｃ）又は図９（ｄ）に示したようにずれた場合、穿刺の術者は差分画像に基づいて穿刺針の挿入方向のずれを明確に把握し、適切な修正を行える。したがって、図９（ｅ）に示すように、穿刺針を腫瘍等のターゲットに確実に到達させることができるようになる。

［穿刺における第２の表示例：斜めに穿刺］
図１０は本実施形態のマルチスライスＣＴ透視システムを利用して穿刺を行った場合における第２の表示例を示す図である。この表示例は、肋骨等を避けるため被検体に対し斜めに穿刺針を挿入する場合の表示例を示しており、術者は画像３に表示されているターゲットに対し、画像１及び画像２に表示される位置を経て穿刺針を挿入する。

図１０（ａ）は穿刺針の挿入直前の状態を示しており、術者は穿刺針の先端が画像１に入っていることを確認し、またターゲットが画像３に入っていることを確認する。

穿刺針の先端が画像２に到達したことを明確に知るために画像２を差分表示に切り替えてから穿刺を開始する（図１０（ｂ））。なお、画像３はターゲットを表示させる必要があるため差分表示は行わない。

図１０（ｃ）に示すように、術者は、差分表示されている画像２を観察することで穿刺針の先端が画像２の位置に到達したことを知る。

次に、画像２を詳細に観察するために入力器６を操作して画像２の差分表示を解除する（図１０（ｄ））。なお、再び穿刺針が戻ってこないことを確認するため画像１は差分表示に切り替えておく。

次に図１０（ｅ）に示すように、術者は、差分表示されている画像３を観察することで穿刺針の先端が画像３の位置に到達したことを知る。

以上のように、肋骨等を避けるため穿刺針を被検体に対し斜めに挿入する場合、穿刺針の挿入経路に位置する画像を適宜差分表示に切り替えることで、穿刺針の先端を明確に把握しながら挿入を行うことができる。したがって、図１０（ｆ）に示すように、穿刺針を腫瘍等のターゲットに確実に到達させることができるようになる。

以上説明したように、第１実施形態によれば、再構成画像の差分表示に基づいて穿刺における穿刺針のような挿入物の位置を明確に把握して作業を行えるようになる。これにより穿刺針等が被検体の臓器等に誤って刺さされるという危険を容易に回避することができるようになり、高精度の穿刺作業を迅速に行えるようになる。したがって、被検体に与える被爆を最小限に抑えることができる。

ここで、第１実施形態の変形例を述べる。

［差分対象の画像］
上述した実施形態は、画像収集の最初に再構成された同一断面位置の画像との差分を取るものであったが、直前あるいは所定時間前に再構成された画像との差分を取るようにしても良い。これにより、ぜん動や穿刺針の挿入による臓器の移動等による影響が差分画像に表れてしまうことを防止でき、差分画像が観察しやすくなる。

［警告表示］
差分表示を指定した画像について、その差分値が所定の閾値を超えた場合は、図１１に示すように、警告を表示（図１１の例では「注意」という表示）させても良い。図１１（ａ）は画像３に穿刺針が到達し、画像３の差分値が閾値を超えた結果、画像３の下部にメッセージが表示された場合を示し、図１１（ｂ）は画像１に穿刺針が到達し、画像１の差分値が閾値を超えた結果、画像１の下部にメッセージが表示された場合を示している。

このように閾値を超過したことを観察者に対し積極的に知らせることにより、例えば穿刺針等の挿入物が隣の画像に入ってしまったこと等を、より確実に把握できるようになる。

警告は、文字表示のみに限定されず、例えば、画像の背景色を変化させたり、画面の背景を点滅させたり、あるいは警告音を発するようにしても良い。

さらに、差分表示を指定した画像毎で異なる警告を行わせても良い。例えば、画面の背景色を変化させる構成であれば、差分画像毎で異なる色を割り付ける。また、音による警告を行う構成であれば、差分画像毎で異なる音を割り付ける。

このように、画像表示のみならず他の手段により穿刺針の挿入を明確に把握できるようになるので、穿刺針の挿入作業がより効率的に行えるようになる。

（第２実施形態）
第２実施形態は閾値処理画像の表示を行うマルチスライスＣＴ透視に関する。

本実施形態のシステムでは、スライス位置に対応した画像の表示枚数、及び画像のスライス厚を任意に設定可能となっている。ここでは、例えば検出器列の１列目と２列目からのデータを束ねて１枚の画像を得るようにし、同様に３列目と４列目からのデータを束ねて１枚の画像を得るようにし、さらに５列目と６列目からのデータを束ねて１枚の画像を得ることで、合計３枚の画像の透視モードを実施する。

［入力器］
図１２は、本実施形態の入力器を示す図である。この入力器は、使用する検出器例と画像束ね、及び閾値処理画像を指定するための手段であって、入力器６内に設けられる。尚、入力器６は、ガントリ１、寝台２、又は図１に示したように制御キャビネット３上のいずれかの箇所に設けられる。

図１２において、４０は検出器列の番号、架台側と寝台側、及び画像の番号を示すアイコン（絵図）であり、４１は内部にＬＥＤを備え、検出器列の番号と画像の番号とを対応付けるための複数のボタンであり、４２は４１と同様に内部にＬＥＤを備え、閾値処理する画像をその画像番号によって指定するための複数のボタン及び閾値処理画像毎に閾値を設定するためのダイヤルである。

操作者がいずれかのボタン４１を押下すると、そのボタン内部のＬＥＤが点灯するようになっており、この操作を行うことで、各画像に対し必要な検出器列を割り当てることができる。

複数の検出器列が一つの画像に対して選択された場合には、それらの検出器列からの収集データは束ねられて一つの画像となる（画像束ね）。

また、操作者がいずれかのボタン４２を押下すると、そのボタン内部のＬＥＤが点灯するようになっており、この操作を行うことで差分処理する画像を指定できる。また、ダイヤルを操作することで閾値を数値指定することができる。

この入力器６による指定の一例を図１３に示す。

点灯しているボタン（ハッチングによって示す）は、そのボタンが操作者により押下されたことを意味する。尚、ここではボタンによって上述した条件を指定する場合であるが、これがディスプレイとタッチパネルにより実現されてもいいし、マウスカーソルをディスプレイ画面において所定の場所に移動させてクリックすることでタッチパネルの代用としても良い。

入力器６によるボタンの押下情報を表す信号はメインコントローラ３０に送られる。メインコントローラ３０はこの押下情報に基づいて次のように動作する。

図１４は、メインコントローラ３０の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、入力器６からの指定を受けて、メインコントローラ３０が行う判断過程等を示したものである。

先ずステップＳ１において、術者は、使用する検出器列と画像束ね及び差分処理する画像を入力器６を用いて指定する。次に、ステップＳ２において、使用する検出器列に応じてプリコリメータ制御信号を架台コントローラ３３に出力する。次に、ステップＳ３において、補正ユニット３４に対し束ねる収集データを指示する。次に、ステップＳ４において、再構成ユニット３６に対し画像枚数分の再構成を行うように指示する。そして、表示プロセッサ３７に対し閾値処理する画像を指示する。

［閾値処理］
本実施形態における「閾値処理」とは、再構成ユニット３６が再構成した複数断面の画像のうちの少なくとも一枚の画像の画素の値を所定の閾値と比較し、この閾値を超えた画素のみからなる画像を生成することである。閾値は、被検体と被検体への挿入物（ここでは穿刺針）とを弁別可能とする特定の画素の値（例えばＣＴ値）であり、例えば本実施形態ではＣＴ値５００を閾値として設定する。

［ディスプレイへの表示］
表示プロセッサ３７はメインコントローラ３０からの指示に従って、再構成された３枚の画像をディスプレイ５に表示させる。この場合の表示例は第１実施形態の図９と同様であり、画像１及び画像３が閾値処置画像である。閾値処理画像においてはＣＴ値が５００以上の部分のみが表示される。このため、ＣＴ値が５００以上である穿刺針のみが表示されることになる。

このような第２実施形態によれば、ＣＴ値が高い穿刺針が閾値処理により抽出されて表示されることになる。つまり第１実施形態における差分処理と同様の画像が得られる。したがって、上述した第１実施形態と同様の効果が得られる。

ここで、第２実施形態の変形例を述べる。

［警告表示］
第２実施形態においても、第１実施形態と同様に警告表示を行っても良い。

［閾値超過の着色］
上述した第２実施形態では、画素値が閾値を超えた画素値からなる閾値処理画像を得るものとして説明したが、次のような画像を得るようにしても良い。

すなわち、閾値を超えた画素を特定の色に着色し、この画素と閾値を超えなかった画素とからなる画像を得る。これにより、いわゆるハイライト表示を行う。

図１５は、このようなハイライト表示の一例を示す図である。この表示例は両脇の画像（画像１及び画像３）に閾値を設定したものである。画像１と画像３において、閾値を超える穿刺針は、例えば赤色で表示されることになる。

この構成によれば、ターゲット周辺の画像自体も観察できる上、穿刺針がどちらにそれたかを明確に知ることができ、周囲（この場合は画像１と３）に触れてはならない部位等が存在するような場合であっても安全に穿刺針を挿入できるようになる。

なお、画像１と画像３のみにこのような処理を施しても良い。これにより穿刺針等の挿入物が常にハイライト表示されることになるので、穿刺針の位置の把握がより容易になるというメリットが得られる。

次に、上述した第１及び第２実施形態の全般に係る種々の変形例を述べる。

［重ね合わせ表示］
上述した実施形態では、複数枚の画像を並べて表示する場合について説明したが、画像の表示方法はこれに限定されない。スライス位置の異なる３枚の画像をそれぞれＲＧＢに対応させて作成するとともに、これらを重畳して１枚の画像として表示してもよい。

図１６はこのようなＲＧＢ重畳表示の例を示す図である。

画像１はＲ（赤）に、画像２はＧ（緑）に、画像３はＢ（青）とし、それぞれを次式（１）に示すようようにＣＴ値に対応させる。関心画像は緑色で表示される。

画像１：ＣＴ値＝ＭＩＮ→ＭＡＸ：ＲＥＤ＝０→２５５
画像２：ＣＴ値＝ＭＩＮ→ＭＡＸ：ＧＲＥＥＮ＝０→２５５
画像３：ＣＴ値＝ＭＩＮ→ＭＡＸ：ＢＬＵＥ＝０→２５５ （式１）
ここで、ＭＩＮとＭＡＸは表示されるＣＴ値のウインドウ幅に対応しており、観察者が任意に設定可能である。これにより画像は次式（２）の通りとなる。

ＲＥＤ＝ＣＴ値（画像１）
ＧＲＥＥＮ＝ＣＴ値（画像２）
ＢＬＵＥ＝ＣＴ値（画像３） （式２）
例えば画像１又は３に対応するスライス位置に針がはみ出した場合、穿刺針の色が赤又は青に変化して表示される。すなわち、画像上の色の変化に基づいて穿刺針のはみだしを検知できる。

ここでは３枚を例として示したが、これに限定されるのものではない。画像枚数が２枚又は４枚以上に対しても適用可能である。これにより、観察するべき画像は１枚となり、かつその色により、挿入物（穿刺針）の位置が明確に表されるようになるので、挿入物の観察をより容易に行えるというメリットが得られる。

（第３実施形態）
第３実施形態は、合計３枚のマルチスライスＣＴ透視における関心画像の拡大表示に関する。すなわち、本実施形態のマルチスライスＣＴ透視システムは、再構成ユニットによって再構成された複数断面の画像のうち、少なくとも一枚の画像を他の画像よりも拡大して表示する。ここで、本実施形態のシステムは、断面位置がほぼ中央の画像を拡大表示するが、被検体に挿入された挿入物の位置を検出し、その検出位置に対応する画像を拡大表示する。

上述した第１及び第２実施形態と同様に、本実施形態のマルチスライスＣＴ透視システムは、スライス位置に対応した画像の表示枚数、及び画像のスライス厚を任意に設定可能となっている。ここでは、例えば検出器列の１列目と２列目からのデータを束ねて１枚の画像を得るようにし、同様に３列目と４列目からのデータを束ねて１枚の画像を得るようにし、さらに５列目と６列目からのデータを束ねて１枚の画像を得ることで、合計３枚の画像の透視モードを実施する。

［入力器］
図１７は、本実施形態の入力器を示す図である。この入力器は、使用する検出器例と画像束ね、及び拡大表示画像を指定するための手段であって、入力器６内に設けられる。尚、入力器６は、ガントリ１、寝台２、又は図１に示したように制御キャビネット３上のいずれかの箇所に設けられる。

図１７において、４０は検出器列の番号、架台側と寝台側、及び画像の番号を示すアイコン（絵図）であり、４１は内部にＬＥＤを備え、検出器列の番号と画像の番号とを対応付けるための複数のボタンであり、４２は４１と同様に内部にＬＥＤを備え、拡大表示する画像をその画像番号によって指定するための複数のボタンである。

操作者がいずれかのボタン４１を押下すると、そのボタン内部のＬＥＤが点灯するようになっており、この操作を行うことで、各画像に対し必要な検出器列を割り当てることができる。

複数の検出器列が一つの画像に対して選択された場合には、それらの検出器列からの収集データは束ねられて一つの画像となる（画像束ね）。

また、操作者がいずれかのボタン４２を押下すると、そのボタン内部のＬＥＤが点灯するようになっており、この操作を行うことで、拡大表示する画像を指定できる。

この入力器６による指定の一例を図１８に示す。

点灯しているボタン（ハッチングによって示す）は、そのボタンが操作者により押下されたことを意味する。尚、ここではボタンによって上述した条件を指定する場合であるが、これがディスプレイとタッチパネルにより実現されてもいいし、マウスカーソルをディスプレイ画面において所定の場所に移動させてクリックすることでタッチパネルの代用としても良い。

以上、入力器６によるボタンの押下情報を表す信号がメインコントローラ３０に送られる。メインコントローラ３０は、この押下情報に基づいて画像の表示を制御する。

図１９は、メインコントローラにより行われる制御の流れを示すフローチャートである。このフローチャートは、入力器６からの信号を受けて、メインコントローラ３０が行う判断過程等を示したものである。

先ずステップＳ１において、入力器６より使用する検出器列と画像束ね、及び拡大する画像の指定する。次に、ステップＳ２において、使用する検出器列に応じてプリコリメータ制御信号を架台コントローラ３３に出力する。次に、ステップＳ３において、補正ユニット３４に対し束ねる収集データを指示する。次に、ステップＳ４において、再構成ユニット３６に対し画像枚数分の再構成を行うように指示する。そして、表示プロセッサ３７に対し拡大する画像を指示する。

［ディスプレイへの表示］
図２０は、本実施形態のマルチスライスＣＴ透視システムによる画像表示例を示す図である。同図（ａ）は、入力器６により画像１が操作者により指定され、この画像が画像２及び画像３よりも拡大して表示された場合を示し、同図（ｂ）は同様に画像２が指定され、この画像が画像１及び画像３よりも拡大して表示された場合を示し、同図（ｃ）は同様に画像３が指定され、この画像が画像１及び画像２よりも拡大して表示された場合を示している。

以上説明した第３実施形態によれば、操作者により指定された画像が他の画像よりも拡大して表示されるので、再構成画像を単に並列に表示した場合において、個々の画像が小さくなり、観察しにくくなるという問題が回避される。

肝心の画像を大きく表示しつつ、他の画像も観察できるので、穿刺やバイオプシ（生検）等の作業を行う場合に本発明は特に有用である。すなわち、ターゲット部位の近傍において詳細な観察を容易に行うことができるようになり、術者がターゲット部位への穿刺針の到達の認識を間違うことが無くなる。また、バイオプシにおいては、ターゲット部位を確実に認識して対象組織を取り出すことができるようになる。このように本発明によれば、マルチスライスＣＴ透視における診断能や操作性を向上できる。

ここで、第３実施形態の変形例について述べる。

［画像の配列方法］
画像の配列方法は、図２０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示したもののみに限定されない。例えば、同図（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示すように、拡大画像を画面のほぼ中央上半分に表示し、他の画像を画面の下半分にスライス方向に沿って並べて表示させても良い。

［挿入物の自動検出］
上記第３実施形態は、拡大表示する画像を操作者が入力器を用いて指定するものであったが、拡大画像を自動的に選択する、次のような構成としても良い。

拡大して表示する画像は、被検体への挿入物（ここでは穿刺針）の先端を表す画像である場合が多い。そこで、穿刺針の先端を含む画像を所定の画像処理により特定し、その画像を自動的に拡大表示するように構成しても良い。画像上における挿入物の抽出に関する画像処理は公知（しきい値法や輪郭抽出法など）であるので詳細な説明は省略する。

この構成によれば、被検体への例えば穿刺針の挿入に追従して適切な画像が拡大表示されることになるので、拡大する画像をいちいち指定する手間が不要となり、術者は表示操作に煩わされることなく穿刺作業に集中できるようになる。これにより術者の負担は軽減され、診断能が向上する。

［第１及び第２実施形態との組み合わせ］
第３実施形態は、上述した第１又は第２実施形態と組み合わせて実施可能である。例えば、関心画像を指定して拡大表示させ、他の画像は上述した差分処理又は閾値処理して小さく表示するようにしても良い。例えば、図２１（ｂ）において、関心画像を画像２として拡大表示し、画像１及び画像３は差分処理又は閾値処理を行って小さく同図のように小さく表示しても良い。

また、ターゲット及びこのターゲットへ向けて挿入している穿刺針を画像２が表示している場合、この穿刺針がターゲットに向けて確実に挿入されていることを術者が明確に認識できるようになる。このため、穿刺針が対象外の臓器等に誤って挿入されるという危険を防止できる。また、仮にそのような危険が生じそうな場合でも、画像１及び画像３を確認して速やかに穿刺針の挿入方向を修正可能となり、穿刺作業に要する時間を短縮できる。また、穿刺針のターゲットへの到達を拡大表示された画像２に基づいて容易に確認できる。

次に、上述した第１乃至第３実施形態の全般に係る種々の変形例を述べる。

［画像の表示枚数］
画像の表示枚数及びそのスライス厚は任意である。例えば中央２列（検出器列３、４）を束ねて１画像とし、前後２列づつ（検出器列１と２と５と６）を加え、合計５枚の透視モードとした場合であっても本発明は実施可能である。この場合の例を図２２に示す。

また、例えば前後３列づつ（検出器例１〜３、４〜６）を束ねて１画像づつとし、合計２枚の透視モードとした場合も同様である。この場合の例を図２３に示す。

［表示方法］
上述した実施形態では、全ての画像を一つのディスプレイに表示することとして説明したが、画像の表示方法はこれに限定されない。例えば複数の画像を１枚づつ別のディスプレイに表示するようにしてもよい。これにより個々の画像を大きく表示できるというメリットが得られる。

あるいはプロジェクタータイプの大型のディスプレイを用いても良い。これにより画像を大きく表示させることができ、表示を見やすくできるというメリットがある。

また、ヘッドマウントディスプレイに表示させてよい。どちらの方向を向いても常に視界の範囲に画像が表示されるので、穿刺作業等を行う場合にはいちいちディスプレイを見るために振り向く必要がなくなるため作業性が向上するというメリットがある。

［ＣＴの種類］
上述した実施形態では、第３世代ＣＴ（Ｘ線発生源と検出器が同期して被検体の周囲を回転する）として示したが、この限りではない。本発明は第４世代ＣＴ（検出器が円筒状に配列されており、Ｘ線発生源が回転する）にも適用可能であるし、第５世代ＣＴ（電子ビームをリング又は円筒状に配列した固定されたターゲットに当てＸ線を発生させ、固定された検出器でそれを受ける）に対しても適用可能である。

［検出器の種類（５０列、面検出器）］
上述した実施形態では、６列の検出器例を有するＣＴとしたが、検出器の列数はこれに限定されない。例えば５０列のマルチスライス検出器を有する場合においても適用可能であるし、イメージインテンシファイアを代表とするような面検出器であっても構わない。

［再構成条件］
一部の画像の再構成条件のみ優れた又は異なる再構成条件としてもいい。例えば、図２０又は図２１における関心画像のように、拡大表示される画像のみ再構成マトリックスを５１２×５１２とし、他の画像の再構成マトリクスを２５６×２５６とすることで画像間で再構成条件を変えるようにしても良い。また、画像の更新間隔を関心画像以外は遅くして、敢えて時間分解能を下げても良い。これにより、指定された以外の画像は再構成条件が緩和され、再構成ユニット３６の計算パワーを小さく抑えることができる。したがって、再構成装置のコストを抑えることができる。

［再構成方法］
本発明は特定の画像再構成方法に依存しない。例えば、回転軸方向へのビームの角度（コーン角度）を考慮しない通常のフィルターバックプロジェクションを行う再構成方法を適用しても良いし、Ｆｅｌｄｋａｍｐらの提案したように、回転軸方向へのビームの角度を考慮して、収集したデータをその収集経路に応じてバックプロジェクションして再構成されるような再構成方法を適用しても良い。このＦｅｌｄｋａｍｐ再構成を行う場合には、上述した補正ユニットによって各列の収集データが束ねられるのではなく、再構成時に指定されたスライス厚の画像を再構成することになる。この再構成法によれば、検出器列がより多い場合における再構成画像の画質を向上させることができる。

［束ねる場所］
上述した実施形態では、データを束ねるユニットは補正ユニット３４であるとして説明を行ったが、データを束ねるユニットはこの補正ユニット３４のみに限定されない。例えば、データ収集装置（ＤＡＳ）２４が行ってもいいし、再構成ユニット３６が画像を再構成をする以前に行ってもいいし、再構成ユニット３６が個々の画像を再構成した後に画像束ねが行なわれても良い。これらの変形を行ったとしても、装置としては同様の効果が得られる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず種々変形して実施可能である。

１…ガントリ（架台）
２…寝台
２ａ…天板
３…制御キャビネット
５、７…ディスプレイ
６…入力器

Claims (4)

1. Ｘ線を発生するＸ線発生手段と、
   前記Ｘ線発生手段から発生し且つ被検体を透過した透過Ｘ線を検出する検出手段と、
   前記検出手段からの検出信号に基づき、１スキャンに要する時間よりも短い時間で複数断面の画像を再構成する再構成手段と、
   前記再構成手段が再構成した複数断面の画像のうち、断面位置が両端又は両端付近の画像の画素の値を所定の閾値と比較し、当該閾値を超えた画素の値からなる閾値画像を生成する画像処理手段と、
   前記画像処理手段により得られた閾値画像と前記再構成手段により再構成された複数断面の画像のうちの前記閾値処理されていない他の画像とを並べて表示する表示手段と、を具備し、
   前記閾値は前記被検体と当該被検体への挿入物と弁別可能とする画素の値であることを特徴とすることを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
2. 前記表示手段は、前記閾値画像が他の画像と区別可能となるように色付けすることを特徴とする請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
3. 前記閾値処理手段による閾値処理における前記閾値の超過を操作者に警告する警告手段をさらに具備することを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
4. 前記警告手段は、閾値処理対象の画像毎に異なる警告を行うことを特徴とする請求項３に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

Images