JP7309381B2 - Medical image diagnostic device and medical bed device - Google Patents
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Images
Description
本発明の実施形態は、医用画像診断装置および医用寝台装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a medical image diagnostic apparatus and a medical bed apparatus.
従来、X線CT装置等の画像診断装置において、寝台天板等の振動を加速度計などの位置検出器で取得し、取得した情報に応じて投影データを補正して画像再構成処理が行われている。 Conventionally, in an image diagnostic apparatus such as an X-ray CT apparatus, image reconstruction processing is performed by acquiring vibrations of a bed top or the like with a position detector such as an accelerometer and correcting projection data according to the acquired information. ing.
従来の技術では、振動を測定したい箇所に位置検出器を配置する必要があり、診断画像にそれらの計測用装置が写り込むことが避けられなかった。また、撮影時に画像に写り込まない位置(例えば、天板の被検体頭部側端部や脚部側端部)に計測用装置を配置した場合、被検体の載置されている領域における天板の振動のより正確な検出または推定をすることができず、再構成画像の画質が低下する可能性があった。 In the prior art, it was necessary to place a position detector at the location where the vibration was to be measured, and it was inevitable that these measuring devices would appear in the diagnostic image. In addition, if the measurement device is placed at a position that does not appear in the image during imaging (for example, the end of the table on the head side or the leg side of the subject), the top of the area where the subject is placed may not be visible. A more accurate detection or estimation of the plate vibrations could not be obtained and the quality of the reconstructed image could be degraded.
本発明が解決しようとする課題は、天板振動による画質低下を抑止することである。 A problem to be solved by the present invention is to suppress deterioration in image quality due to tabletop vibration.
実施形態の医用画像診断装置は、取得部と、計測部と、振動情報導出部と、補正部と、再構成部とを備える。取得部は、天板に載置される被検体の少なくとも体重に関する第1の情報と、当該被検体の伏臥位置に関する第2の情報とを取得する。計測部は、前記天板の第1の位置に設置され、前記第1の位置における前記天板の振動を計測し、第1の振動情報を出力する。振動情報導出部は、前記取得部により取得された前記第1の情報および前記第2の情報と、前記計測部により出力された前記第1の振動情報とに基づいて、前記第1の位置とは異なる第2の位置における振動を示す第2の振動情報を導出する。補正部は、前記第2の振動情報に基づいて位置情報の補正を行う。再構成部は、前記補正部により補正された位置情報に基づいた再構成処理を行う。 A medical image diagnostic apparatus according to an embodiment includes an acquisition unit, a measurement unit, a vibration information derivation unit, a correction unit, and a reconstruction unit. The acquisition unit acquires first information about at least the weight of the subject placed on the tabletop and second information about the prone position of the subject. The measurement unit is installed at a first position on the top plate, measures vibration of the top plate at the first position, and outputs first vibration information. The vibration information derivation unit calculates the first position and the second information based on the first information and the second information acquired by the acquisition unit and the first vibration information output by the measurement unit. derives second vibration information indicative of vibration at a different second location. The correction unit corrects the position information based on the second vibration information. The reconstruction unit performs reconstruction processing based on the position information corrected by the correction unit.
以下、実施形態の医用画像診断装置および医用寝台装置を、図面を参照して説明する。医用画像診断装置は、例えば、X線CT(Computed Tomography:コンピュータ断層診断)装置、PET(Positron Emission Tomography:陽電子放出断層撮影)-CT装置、SPECT(Single Photon Emission computed Tomography)装置等の被検体を寝台装置に載置して医用画像を取得し、その医用画像に対する処理を行って被検体を診断する装置である。以下の説明において、医用画像診断装置はX線CT装置であり、医用寝台装置はX線CT装置と接続するものとして説明するが、これに限定するものではなく、PET装置、PET-CT装置、SPECT装置、SPECT-CT装置3次元画像再構成を行うX線アンギオグラフィ装置、トモシンセシス撮影を行ない、寝台移動が可能なX線TV装置などに適用されてもよい。 A medical image diagnostic apparatus and a medical bed apparatus according to embodiments will be described below with reference to the drawings. Medical diagnostic imaging equipment, for example, X-ray CT (Computed Tomography) equipment, PET (Positron Emission Tomography)-CT equipment, SPECT (Single Photon Emission computed Tomography) equipment, etc. It is an apparatus that is placed on a bed apparatus to obtain medical images, and performs processing on the medical images to diagnose a subject. In the following description, the medical image diagnostic apparatus is an X-ray CT apparatus, and the medical bed apparatus is connected to the X-ray CT apparatus. It may be applied to a SPECT device, a SPECT-CT device, an X-ray angiography device that performs three-dimensional image reconstruction, an X-ray TV device that performs tomosynthesis imaging, and a bed that can be moved.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るX線CT装置1の構成図である。X線CT装置1は、例えば、架台装置10と、寝台装置30と、コンソール装置40とを有する。図1では、説明の都合上、架台装置10をZ軸方向から見た図とX軸方向から見た図の双方を掲載しているが、実際には、架台装置10は一つである。実施形態では、非チルト状態での回転フレーム17の回転軸または寝台装置30の天板33の長手方向をZ軸方向、Z軸方向に直交し、床面に対して水平である軸をX軸方向、Z軸方向に直交し、床面に対して垂直である方向をY軸方向とそれぞれ定義する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of an
架台装置10は、例えば、X線管11と、ウェッジ12と、コリメータ13と、X線高電圧装置14と、X線検出器15と、データ収集システム(以下、DAS:Data Acquisition System)16と、回転フレーム17と、制御装置18とを有する。
The
X線管11は、X線高電圧装置14からの高電圧の印加により、陰極(フィラメント)から陽極(ターゲット)に向けて熱電子を照射することでX線を発生させる。X線管11は、真空管を含む。例えば、X線管11は、回転する陽極に熱電子を照射することでX線を発生させる回転陽極型のX線管である。
The
ウェッジ12は、X線管11から被検体Pに照射されるX線量を調節するためのフィルタである。ウェッジ12は、X線管11から被検体Pに照射されるX線量の分布が予め定められた分布になるように、自身を透過するX線を減衰させる。ウェッジ12は、ウェッジフィルタ(wedge filter)、ボウタイフィルタ(bow-tie filter)とも呼ばれる。ウェッジ12は、例えば、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したものである。
The
コリメータ13は、ウェッジ12を透過したX線の照射範囲を絞り込むための機構である。コリメータ13は、例えば、複数の鉛板の組み合わせによってスリットを形成することで、X線の照射範囲を絞り込む。コリメータ13は、X線絞りと呼ばれる場合もある。
The
X線高電圧装置14は、例えば、高電圧発生装置と、X線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器(トランス)および整流器などを含む電気回路を有し、X線管11に印加する高電圧を発生させる。X線制御装置は、X線管11に発生させるべきX線量に応じて高電圧発生装置の出力電圧を制御する。高電圧発生装置は、上述した変圧器によって昇圧を行うものであってもよいし、インバータによって昇圧を行うものであってもよい。
X線高電圧装置14は、回転フレーム17に設けられてもよいし、架台装置10の固定フレーム(不図示)の側に設けられてもよい。
The X-ray
The X-ray
X線検出器15は、X線管11が発生させ、被検体Pを通過して入射したX線の強度を検出する。X線検出器15は、検出したX線の強度に応じた電気信号(光信号などでもよい)をDAS18に出力する。X線検出器15は、例えば、複数のX線検出素子列を有する。複数のX線検出素子列のそれぞれは、X線管11の焦点を中心とした円弧に沿ってチャネル方向に複数のX線検出素子が配列されたものである。複数のX線検出素子列は、スライス方向(列方向、row方向)に配列される。
The
X線検出器15は、例えば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。それぞれのシンチレータは、シンチレータ結晶を有する。シンチレータ結晶は、入射するX線の強度に応じた光量の光を発する。グリッドは、シンチレータアレイのX線が入射する面に配置され、散乱X線を吸収する機能を有するX線遮蔽板を有する。なお、グリッドは、コリメータ(一次元コリメータまたは二次元コリメータ)と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、例えば、光電子増倍管(フォトマルチプライヤー:PMT)等の光センサを有する。光センサアレイは、シンチレータにより発せられる光の光量に応じた電気信号を出力する。X線検出器15は、入射したX線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であってもかまわない。
DAS16は、例えば、増幅器と、積分器と、A/D変換器とを有する。増幅器は、X線検出器15の各X線検出素子により出力される電気信号に対して増幅処理を行う。積分器は、増幅処理が行われた電気信号をビュー期間(後述)に亘って積分する。A/D変換器は、積分結果を示す電気信号をデジタル信号に変換する。DAS16は、デジタル信号に基づく検出データをコンソール装置40に出力する。検出データは、生成元のX線検出素子のチャンネル番号、列番号、及び収集されたビューを示すビュー番号により識別されたX線強度のデジタル値である。ビュー番号は、回転フレーム17の回転に応じて変化する番号であり、例えば、回転フレーム17の回転に応じてインクリメントされる番号である。従って、ビュー番号は、X線管11の回転角度を示す情報である。ビュー期間とは、あるビュー番号に対応する回転角度から、次のビュー番号に対応する回転角度に到達するまでの間に収まる期間である。DAS16は、ビューの切り替わりを、制御装置18から入力されるタイミング信号によって検知してもよいし、内部のタイマーによって検知してもよいし、図示しないセンサから取得される信号によって検知してもよい。フルスキャンを行う場合においてX線管11によりX線が連続曝射されている場合、DAS16は、全周囲分(360度分)の検出データ群を収集する。ハーフスキャンを行う場合においてX線管11によりX線が連続曝射されている場合、DAS16は、半周囲分(180度分)の検出データを収集する。
回転フレーム17は、X線管11、ウェッジ12、およびコリメータ13と、X線検出器15とを対向支持する円環状の部材である。回転フレーム17は、固定フレームによって、内部に導入された被検体Pを中心として回転自在に支持される。回転フレーム17は、更にDAS16を支持する。DAS16が出力する検出データは、回転フレーム17に設けられた発光ダイオード(LED)を有する送信機から、光通信によって、架台装置10の非回転部分(例えば固定フレーム)に設けられたフォトダイオードを有する受信機に送信され、受信機によってコンソール装置40に転送される。なお、回転フレーム17から非回転部分への検出データの送信方法として、前述の光通信を用いた方法に限らず、非接触型の任意の送信方法を採用してよい。回転フレーム17は、X線管11などを支持して回転させることができるものであれば、円環状の部材に限らず、アームのような部材であってもよい。
The rotating
X線CT装置1は、例えば、X線管11とX線検出器15の双方が回転フレーム17によって支持されて被検体Pの周囲を回転するRotate/Rotate-TypeのX線CT装置(第3世代CT)であるが、これに限らず、円環状に配列された複数のX線検出素子が固定フレームに固定され、X線管11が被検体Pの周囲を回転するStationary/Rotate-TypeのX線CT装置(第4世代CT)であってもよい。
The
制御装置18は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサを有する処理回路と、モータやアクチュエータなどを含む駆動機構とを有する。制御装置18は、コンソール装置40または架台装置10に取り付けられた入力インターフェース43からの入力信号を受け付けて、架台装置10および寝台装置30の動作を制御する。
The
制御装置18は、例えば、回転フレーム17を回転させたり、架台装置10をチルトさせたり、寝台装置30の天板33を移動させたりする。架台装置10をチルトさせる場合、制御装置18は、入力インターフェース43に入力された傾斜角度(チルト角度)に基づいて、Z軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム17を回転させる。制御装置18は、図示しないセンサの出力等によって回転フレーム17の回転角度を把握している。また、制御装置18は、回転フレーム17の回転角度を随時、処理回路50に提供する。制御装置18は、架台装置10に設けられてもよいし、コンソール装置40に設けられてもよい。
The
寝台装置30は、スキャン対象の被検体Pを載置して移動させ、架台装置10の回転フレーム17の内部に導入する装置である。寝台装置30は、例えば、基台31と、寝台駆動装置32と、天板33と、支持フレーム34とを有する。基台31は、支持フレーム34を鉛直方向(Y軸方向)に移動可能に支持する筐体を含む。寝台駆動装置32は、モータやアクチュエータを含む。寝台駆動装置32は、被検体Pが載置された天板33を、支持フレーム34に沿って、天板33の長手方向(Z軸方向)に移動させる。天板33は、被検体Pが載置される板状の部材であり、任意の取り付け位置に位置センサSを設置可能である。位置センサSは、例えば、加速度センサや、レーザ変位計などである。位置センサSは、「計測部」の一例であり、位置センサSの取り付け位置が「第1の位置」の一例である。
The
図2は、位置センサSの取り付け位置について説明するための図である。図2に示すように、基台31は、例えば、天板33を移動させる可動部31-1と、寝台装置30の位置を固定する支点である固定部31-2とを備える。寝台駆動装置32は、図2の上図の状態から図2の下図の状態になるように可動部31-1の動きを制御することで被検体Pが載置された天板33を、支持フレーム34に沿って図中のZ軸方向に移動させる。位置センサSの取り付け位置は、振動量の吸収されやすい箇所(例えば、固定部31-2に近接する位置)を避けた位置であり、被検体の伏臥する位置(以下、載置位置)に近接し、且つ撮影対象領域に近接するが撮影対象領域には含まれない位置であることが望ましい。位置センサSは、例えば、図2に示すように撮影対象領域IRが被検体Pの腹部である場合、被検体Pの大腿部付近の天板33に設定される。また、撮影対象領域IRに含まれる撮影断面(アキシャル断面)のそれぞれの位置は「第2の位置」の一例である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the mounting position of the position sensor S. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, the
図1に戻り、コンソール装置40は、例えば、メモリ41と、ディスプレイ42と、入力インターフェース43と、メモリ41と、ネットワーク接続回路44と、処理回路50とを有する。実施形態では、コンソール装置40は架台装置10とは別体として説明するが、架台装置10にコンソール装置40の各構成要素の一部または全部が含まれてもよい。
Returning to FIG. 1, the
メモリ41は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ41は、例えば、検出データや投影データ、再構成画像、CT画像等を記憶する。これらのデータは、メモリ41ではなく(或いはメモリ41に加えて)、X線CT装置1が通信可能な外部メモリに記憶されてもよい。外部メモリは、例えば、外部メモリを管理するクラウドサーバが読み書きの要求を受け付けることで、クラウドサーバによって制御されるものである。
The
ディスプレイ42は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ42は、処理回路によって生成された医用画像(CT画像)や、操作者による各種操作を受け付けるGUI(Graphical User Interface)画像等を表示する。ディスプレイ42は、例えば、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)、有機EL(Electroluminescence)ディスプレイ等である。ディスプレイ42は、架台装置10に設けられてもよい。ディスプレイ42は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置40の本体部と無線通信可能な表示装置(例えばタブレット端末)であってもよい。
The
入力インターフェース43は、操作者による各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作の内容を示す電気信号を処理回路50に出力する。例えば、入力インターフェース43は、検出データまたは投影データ(後述)を収集する際の収集条件、CT画像を再構成する際の再構成条件、CT画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件などの入力操作を受け付ける。例えば、入力インターフェース43は、マウスやキーボード、タッチパネル、ドラッグボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、フットペダル、カメラ、赤外線センサ、マイク等により実現される。入力インターフェース43は、架台装置10に設けられてもよい。また、入力インターフェース43は、コンソール装置40の本体部と無線通信可能な表示装置(例えばタブレット端末)により実現されてもよい。
The
ネットワーク接続回路44は、例えば、プリント回路基板を有するネットワークカード、或いは無線通信モジュールなどを含む。ネットワーク接続回路44は、接続する対象のネットワークの形態に応じた情報通信用プロトコルを実装する。ネットワークは、例えば、LAN(Local Area Network)やWAN(Wide Area Network)、インターネット、セルラー網、専用回線等を含む。
The
処理回路50は、X線CT装置1の全体の動作を制御する。処理回路50は、例えば、システム制御機能51、前処理機能52、再構成処理機能53、画像処理機能54、スキャン制御機能55、表示制御機能56などを実行する。処理回路50は、例えば、ハードウェアプロセッサがメモリ41に記憶されたプログラムを実行することにより、これらの機能を実現するものである。
A
ハードウェアプロセッサとは、例えば、CPU、GPU(Graphics Processing Unit)、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit; ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device; SPLD)または複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device; CPLD)や、フィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array; FPGA))などの回路(circuitry)を意味する。メモリ41にプログラムを記憶させる代わりに、ハードウェアプロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、ハードウェアプロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。ハードウェアプロセッサは、単一の回路として構成されるものに限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのハードウェアプロセッサとして構成され、各機能を実現するようにしてもよい。また、複数の構成要素を1つのハードウェアプロセッサに統合して各機能を実現するようにしてもよい。
A hardware processor is, for example, a CPU, a GPU (Graphics Processing Unit), an application specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device (e.g., a simple programmable logic device (Simple Programmable Logic Device; SPLD) or Circuitry such as a Complex Programmable Logic Device (CPLD) or a Field Programmable Gate Array (FPGA). Instead of storing the program in the
コンソール装置40または処理回路50が有する各構成要素は、分散化されて複数のハードウェアにより実現されてもよい。処理回路50は、コンソール装置40が有する構成ではなく、コンソール装置40と通信可能な処理装置によって実現されてもよい。処理装置は、例えば、一つのX線CT装置と接続されたワークステーション、あるいは複数のX線CT装置に接続され、以下に説明する処理回路50と同等の処理を一括して実行する装置(例えばクラウドサーバ)である。
Each component of the
システム制御機能51は、入力インターフェース43が受け付けた入力操作に基づいて、処理回路50の各種機能を制御する。
The system control function 51 controls various functions of the
前処理機能52は、DAS16により出力された検出データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を行って、投影データを生成し、生成した投影データをメモリ41に記憶させる。前処理機能52の処理の詳細については後述する。
A
再構成処理機能53は、前処理機能52によって生成された投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等による再構成処理を行って、CT画像を生成し、生成したCT画像をメモリ41に記憶させる。再構成処理機能53は、「再構成部」の一例である。
The
画像処理機能54は、入力インターフェース43が受け付けた入力操作に基づいて、CT画像を公知の方法により、三次元画像や任意断面の断面像データに変換する。三次元画像への変換は、前処理機能52によって行われてもよい。また、画像処理機能54は、断面像データの画像を解析して、解析結果に基づいて被検体の体型を分類してもよい。
Based on the input operation received by the
スキャン制御機能55は、X線高電圧装置14、DAS16、制御装置18、および寝台駆動装置32に指示することで、架台装置10における検出データの収集処理を制御する。スキャン制御機能55は、スキャノ画像を収集する撮影、および診断に用いる画像を撮影する際の各部の動作をそれぞれ制御する。
The
表示制御機能56は、ディスプレイ42の表示態様を制御する。
The
上記構成により、X線CT装置1は、ヘリカルスキャン、コンベンショナルスキャン、ステップアンドシュートなどの態様で被検体Pのスキャンを行う。ヘリカルスキャンとは、天板33を移動させながら回転フレーム17を回転させて被検体Pをらせん状にスキャンする態様である。コンベンショナルスキャンとは、天板33を静止させた状態で回転フレーム17を回転させて被検体Pを円軌道でスキャンする態様である。コンベンショナルスキャンを実行する。ステップアンドシュートとは、天板33の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行う態様である。
With the configuration described above, the
図3は、前処理機能52の構成図である。前処理機能52は、例えば、取得機能52-1と、振動情報導出機能52-2と、補正機能52-3と、画像前処理機能52-4とを備える。
FIG. 3 is a configuration diagram of the
取得機能52-1は、DAS16により出力された検出データを取得して、振動情報導出機能52-2に出力する。また、取得機能52-1は、位置センサSにより検出された検出結果を取得する。取得機能52-1は「取得部」の一例である。
The acquisition function 52-1 acquires the detection data output from the
振動情報導出機能52-2は、取得機能52-1により取得された位置センサSの検出結果に基づいて、天板33の振動情報を導出する。振動情報導出機能52-2は、例えば、被検体の体重、載置位置などをパラメータとして受け付ける解析モデルを用いて振動情報を導出する。振動情報導出機能52-2が用いる解析モデルは、被検体の体重、載置位置に応じ、さらに天板33の固有振動数などの演算要素が加味されたシミュレーション演算結果を反映したものである。振動情報導出機能52-2は、導出した振動情報を補正機能52-3に出力する。振動情報導出機能52-2は、「振動情報導出部」の一例である。
The vibration information derivation function 52-2 derives the vibration information of the
補正機能52-3は、取得機能52-1により出力された検出データから、振動情報導出機能52-2により導出された振動情報を差し引いて、天板33の振動要素を低減させるための補正処理を行う。補正機能52-3は、補正処理結果を画像前処理機能52-4に出力する。補正機能52-3は、「補正部」の一例である。
The correction function 52-3 subtracts the vibration information derived by the vibration information derivation function 52-2 from the detection data output by the acquisition function 52-1, and performs correction processing for reducing the vibration element of the
画像前処理機能52-4は、補正機能52-3により出力された補正処理結果に対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を行って、投影データを生成する。画像前処理機能52-4は、生成した投影データをメモリ41に記憶させる。
The image preprocessing function 52-4 performs preprocessing such as logarithmic conversion processing, offset correction processing, inter-channel sensitivity correction processing, and beam hardening correction on the correction processing result output from the correction function 52-3. , to generate the projection data. The image preprocessing function 52-4 causes the
図4は、メモリ41に格納されるデータの一例を示す図である。図4に示すように、メモリ41には、例えば、処理回路50により生成される撮影情報41-1、天板振動情報41-2、動解析モデル41-3、検出データ41-4、投影データ41-5、振動補正後投影データ41-6、再構成画像41-7、スキャノ画像41-8、本撮影画像41-9、キャリブレーションテーブル41-10などの情報が格納される。
FIG. 4 is a diagram showing an example of data stored in the
撮影情報41-1には、例えば、被検体Pの身体情報(例えば、性別、年齢、身長、体重、体型)や、被検体Pの天板33の載置位置、被検体Pの体勢、向きなどである。撮影情報41-1は、X線CT装置1の撮影者により入力インターフェース43を介して数値や推定値、区分(例えば、被検体Pの体型を「普通」、「やや肥満」、「肥満」、「やや痩せ型」、「痩せ型」などの区分から選択可能であるもの)などが入力されてもよいし、外部装置(例えば、電子カルテシステムなど)から入手するものであってもよい。また、被検体Pのスキャノ撮影時などに、処理回路の機能が撮影されたスキャノ画像41-8を解析して、どの区分に該当するかを選択して、撮影情報41-1に反映されるものであってもよい。撮影情報41-1は、「第1の情報」の一例である。
The imaging information 41-1 includes, for example, the physical information of the subject P (eg, sex, age, height, weight, and body type), the placement position of the subject P on the
図5は、振動情報導出機能52-2による動解析モデル41-3を用いた処理の内容について説明するための図である。動解析モデル41-3は、撮影情報41-1に含まれる情報の一部または全部をパラメータとして受け付けるモデルであり、あらかじめ天板33の剛性やX線CT装置1の特性を反映し作成されたものである。動解析モデル41-3は、投影データ41-5と撮影情報41-1の少なくとも被検体Pの体重および被検体の載置位置を受け付け、振動量を算出する。前処理機能52は、動解析モデル41-3を用いて算出された算出振動量と、位置センサSにより検出された実測振動量とに基づいて、振動補正後投影データ41-6を出力する。動解析モデル41-3を用いて算出された算出振動量は、「第2の振動情報」の一例である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the details of processing using the dynamic analysis model 41-3 by the vibration information derivation function 52-2. The dynamic analysis model 41-3 is a model that accepts part or all of the information included in the imaging information 41-1 as parameters, and is created in advance by reflecting the rigidity of the
動解析モデル41-3は、被検体の年代、性別、体型などを反映した複数の人体モデルに対応付いた状態であらかじめ設けられ、撮影者によって選択されるものであってもよい。動解析モデル41-3は、少なくともパラメータとして、被検体Pの体重と載置位置を受け付けるものである。動解析モデル41-3は、被検体Pの身体情報などに基づいて分布加重を推定し、さらに天板33上の関心位置(撮影対象領域)および位置センサSの位置における、撮影時の振動量(「第1の振動情報」の一例)を算出する。なお、動解析モデル41-3に用いられる被検体Pの体型の情報は、画像処理機能54がスキャノ画像41-8の撮影結果を解析することにより後付けで設定されて、本撮影時にその解析結果が用いられてもよい。
The dynamic analysis model 41-3 may be provided in advance in association with a plurality of human body models reflecting the age, sex, body type, etc. of the subject, and may be selected by the photographer. The dynamic analysis model 41-3 receives at least the weight and placement position of the subject P as parameters. The dynamic analysis model 41-3 estimates the weight distribution based on the physical information of the subject P, etc., and furthermore, the vibration amount at the time of imaging at the position of interest (imaging target area) on the
振動情報導出機能52-2は、位置センサSにより検出された実測振動量と、動解析モデル41-3により算出された位置センサSの位置での算出振動量について、相関関係を用いて算出したセンサ位置での振動位相を計測した振動位相へ相関が最も大きくなるように調整する。振動情報導出機能52-2は、調整した振動位相に基づいて、算出した関心位置での振動についても振動位相を調整する。 The vibration information deriving function 52-2 calculates the measured vibration amount detected by the position sensor S and the calculated vibration amount at the position of the position sensor S calculated by the dynamic analysis model 41-3 using the correlation. Adjust so that the correlation between the vibration phase at the sensor position and the measured vibration phase is maximized. The vibration information deriving function 52-2 also adjusts the vibration phase of the vibration at the calculated position of interest based on the adjusted vibration phase.
補正機能52-3は、振動情報導出機能52-2が動解析モデル41-3を用いて算出した振動位相を調整した関心位置での振動情報に基づいて、キャリブレーションテーブル41-10に格納された再構成時に使用するキャリブレーション演算規則を用いて、撮影時の天板33の位置と、撮影対象である被検体Pの各時間における位置を補正する。前処理機能52の補正機能52-3による処理の後、再構成処理機能53が再構成を行うことで、天板33の振動を低減する補正がなされた再構成画像41-7の生成が実現される。
The correction function 52-3 is stored in the calibration table 41-10 based on the vibration information at the position of interest after adjusting the vibration phase calculated by the vibration information derivation function 52-2 using the dynamic analysis model 41-3. Using the calibration calculation rule used during reconstruction, the position of the
〔天板の固有振動数の事前算出〕
振動情報導出機能52-2は、例えば、FEM(Finite Element Method)解析などにより、あらかじめ天板33の固有振動数を算出するための所定の関数を導出し、所定の関数を反映した動解析モデル41-3を生成する。
[Preliminary calculation of the natural frequency of the top plate]
The vibration information derivation function 52-2, for example, by FEM (Finite Element Method) analysis or the like, derives a predetermined function for calculating the natural frequency of the
以下、天板33の固有振動数の事前算出方法について説明する。なお、以下の説明において、振動情報導出機能52-2により事前算出を行うものとして説明するが、外部装置によって演算され、X線CT装置1の出荷時やメンテナンス時などに製造者やメンテナンス担当者によって設定が反映されるものであってもよい。
A method of pre-calculating the natural frequency of the
例えば、振動情報導出機能52-2は、FEM解析などを用いて天板33の1次天板固有振動数と被検体の体重Mとの関係性を求める。さらに、振動情報導出機能52-2は、数式(1)に示すような、周波数fと1次天板固有周波数f1との関係性を示す関係式を導出する。また、振動情報導出機能52-2は、同様に、数式(2)に示すような2次天板固有振動a2を導出する。
For example, the vibration information derivation function 52-2 obtains the relationship between the primary top plate natural frequency of the
f1=g(M=CM,Z=CZ) …(1)
f2=h(M=CM,Z=CZ) …(2)
f1=g(M=C M , Z=C Z ) (1)
f2=h (M=C M , Z=C Z ) (2)
数式(1)および(2)において、Mは被検体の体重、Zは被検体の載置位置、CMおよびCZは定数、g(M,Z)は1次天板固有振動数f1を導出する関数、h(M,Z)は2次天板固有振動数f2を導出する関数である。なお、振動情報導出機能52-2は、さらに3次もしくはそれ以上の次数の天板固有振動Fn(nは自然数)を導出するものであってもよい。 In formulas (1) and (2), M is the weight of the subject, Z is the placement position of the subject, CM and CZ are constants, and g(M, Z) is the primary top plate natural frequency f1. The derived function h(M, Z) is a function for deriving the secondary top plate natural frequency f2. Note that the vibration information deriving function 52-2 may further derive the top plate natural vibration Fn (n is a natural number) of third order or higher.
振動情報導出機能52-2は、数式(1)を用いて、図6に示すような被検体の体重Mに対する天板周波数応答の変化量の関係性を求める。さらに、振動情報導出機能52-2は、数式(1)に基づいて、図7に示すような1次天板固有周波数f1と被検体の体重Mとの関係性を示す関数を導出する。同様に、振動情報導出機能52-2は、数式(2)を用いて被検体の体重Mに対する天板周波数応答の変化量を求め、2次天板固有周波数f2と被検体の体重Mとの関係性を示す関数を導出する。 The vibration information derivation function 52-2 obtains the relationship between the weight M of the subject and the amount of change in the tabletop frequency response as shown in FIG. Further, the vibration information deriving function 52-2 derives a function indicating the relationship between the primary table natural frequency f1 and the subject's weight M as shown in FIG. 7, based on the formula (1). Similarly, the vibration information deriving function 52-2 obtains the amount of change in the tabletop frequency response with respect to the subject's weight M using equation (2), and determines the relationship between the secondary tabletop natural frequency f2 and the subject's weight M. Derive a function that indicates the relationship.
さらに、振動情報導出機能52-2は、数式(1)および数式(2)に対して、被検体の体重Mと天板33に被検体を載置する位置(荷重入力位置)の組合せを複数設定してシミュレーション演算することにより、図8に示すような天板固有振動数f(1次天板固有振動数f1または2次天板固有振動数f2)と被検体の体重M、および載置位置Zとの関係性を示す関数を導出する。 Further, the vibration information derivation function 52-2 provides a plurality of combinations of the weight M of the subject and the position of placing the subject on the top plate 33 (load input position) for the formulas (1) and (2). By setting and performing simulation calculations, the top plate natural frequency f (first top plate natural frequency f1 or second top plate natural frequency f2) as shown in FIG. A function is derived that indicates the relationship with the position Z.
〔撮影時の振動量算出〕
以下、振動情報導出機能52-2による撮影時の振動量算出方法について説明する。振動情報導出機能52-2は、既知の天板33の剛性と固有振動数とを用いて導出した、天板33のみの1次天板固有振動数f1および2次天板固有振動数f2と、実測の1次天板固有振動数f1および2次天板固有振動数f2とのずれにより、未知である天板33に載置された被検体Pの載置位置を導出する。
[Calculation of vibration amount during shooting]
A method of calculating the amount of vibration at the time of photographing by the vibration information derivation function 52-2 will be described below. The vibration information deriving function 52-2 derives the primary top plate natural frequency f1 and the secondary top plate natural frequency f2 of only the
振動情報導出機能52-2は、被検体Pを天板33に載置した状態で振動量の予備計測を行い、計測された残留振動量に対してフーリエ変換などの所定の演算を行うことにより、被検体Pを載置した状態での1次固有振動数f1および2次固有振動数f2を導出する。振動情報導出機能52-2は、導出した被検体Pを載置した状態での1次固有振動数f1および2次固有振動数f2を、動解析モデル41-3に適用することで、載置位置ZMを導出する。
The vibration information deriving function 52-2 performs preliminary measurement of the vibration amount with the subject P placed on the
次に、振動情報導出機能52-2は、被検体の体重Mと、被検体の載置位置ZMとを数式(3)に適用することで、撮影時刻tの撮影面(アキシャル断面)における振動量解析値[Dp]*(t)([Dp]*は、ハット記号付きのDpを示すものであり以下同様に記述する)、および撮影時刻tの位置センサSの取り付け位置における振動量解析値[Ds]*(t)とを導出する。 Next, the vibration information deriving function 52-2 applies the weight M of the subject and the placement position ZM of the subject to Equation (3) to obtain Vibration amount analysis value [Dp]*(t) ([Dp]* indicates Dp with a hat symbol and will be described in the same way below), and vibration amount analysis at the mounting position of the position sensor S at shooting time t Derive the value [Ds]*(t).
なお、数式(3)は、説明のため、運用方程式に基づいた近似式を挙げたものである。数式(3)のcは減衰係数、kは剛性定数、dは変位量、ドットは時間による微分を表す。振動情報導出機能52-2は、例えば、位置センサSの取り付け位置の振動量と、撮影面の振動量の両方を変数として、被検体の体重Mおよび被検体の載置位置ZMをパラメータとした運動方程式を用いて、撮影時刻tの撮影面における振動量解析値[Dp]*(t)、および撮影時刻tの位置センサSの取り付け位置における振動量解析値[Ds]*(t)とを導出してもよい。 For the sake of explanation, the formula (3) is an approximation based on the operating equation. In Equation (3), c is the damping coefficient, k is the stiffness constant, d is the amount of displacement, and dots represent time differentiation. The vibration information deriving function 52-2 uses, for example, both the vibration amount of the mounting position of the position sensor S and the vibration amount of the imaging surface as variables, and the weight M of the subject and the mounting position Z M of the subject as parameters. Using the equation of motion, the vibration amount analysis value [Dp]*(t) on the imaging surface at the imaging time t and the vibration amount analysis value [Ds]*(t) at the mounting position of the position sensor S at the imaging time t can be derived.
次に、振動情報導出機能52-2は、位置センサSの取り付け位置における振動量と、撮影面における振動量との振動量比を下記の数式(4)を用いて導出する。 Next, the vibration information deriving function 52-2 derives the vibration amount ratio between the vibration amount at the mounting position of the position sensor S and the vibration amount on the imaging plane using the following formula (4).
なお、数式(4)の[r]*(t,M,ZM)は撮影面と位置センサSの取り付け位置の振動量比を示す関数である。 Note that [r]*(t, M, Z M ) in Equation (4) is a function indicating the vibration amount ratio between the imaging surface and the mounting position of the position sensor S.
次に、振動情報導出機能52-2は、撮影時の位置センサSの取り付け位置における振動量Ds(t)、および位置センサSの取り付け位置における振動量解析値[Ds]*(t)との相関性を示す相関関数R(τ)に基づいて、位相τを導出する。 Next, the vibration information deriving function 52-2 calculates the vibration amount Ds(t) at the mounting position of the position sensor S at the time of shooting and the vibration amount analysis value [Ds]*(t) at the mounting position of the position sensor S. A phase τ is derived based on a correlation function R(τ) that indicates correlation.
数式(5)において、f(t)は位置センサSの実測振動量、[f]*(t)は上述の演算により導出された位置センサSの振動量である。 In Expression (5), f(t) is the measured vibration amount of the position sensor S, and [f]*(t) is the vibration amount of the position sensor S derived by the above calculation.
次に、振動情報導出機能52-2は、導出した位相τを下記の数式(6)に適用することで、撮影時刻tの撮影面における実際の振動量Dp(t)を導出する。 Next, the vibration information deriving function 52-2 derives the actual vibration amount Dp(t) on the imaging plane at the imaging time t by applying the derived phase τ to the following formula (6).
補正機能52-3は、投影データ41-5から上述のようにして導出した振動成分を除去した振動補正後投影データ41-6を導出することで、位置情報の補正を実現する。 The correction function 52-3 realizes correction of the position information by deriving vibration-corrected projection data 41-6 from which the vibration component derived as described above is removed from the projection data 41-5.
図9および図10は、補正機能52-3による補正処理結果について説明するための図である。図9において、天板33が本来の軌道(高さ)にある状態を実線で表し、振動要素により本来の軌道(高さ)からずれた状態(変位した状態)を破線で表す。あらかじめ、位置センサSは天板33が本来の位置(高さ)にあるときの位置(実線で表される位置)を検出し、その位置情報を補正機能52-3に出力する。さらに、振動等により天板33がY軸方向に変位した場合、位置センサSは天板33が変位したときの位置(破線で表される位置)を検出し、その位置情報を補正機能52-3に出力する。このように、補正機能52-3は、位置センサSによる変位前後の天板33の位置の検出結果に基づいて、振動成分を導出する。
9 and 10 are diagrams for explaining the result of correction processing by the correction function 52-3. In FIG. 9, the state where the
さらに補正機能52-3は、図10に示すように、検出光の軌道Lの導出した振動成分を低減するように、補正後軌道CLを導出する。再構成処理機能53による検出データの再構成処理は、この補正後軌道CLに基づいて行われる。
Furthermore, as shown in FIG. 10, the correction function 52-3 derives the trajectory CL after correction so as to reduce the vibration component derived from the trajectory L of the detection light. Reconstruction processing of the detected data by the
図11は、補正機能52-3の処理結果について説明するための図である。図11に示すように、寝台駆動装置32は、可動部31-1の動きを制御して、天板33に載置された被検体Pの頭部から脚部に向かう方向で移動させる。このとき、天板33が振動するため、撮影対象領域IR内の各撮影タイミングでの撮影面(アキシャル断面)ISを時系列に見た場合、被検体Pの身体部位の動きが、天板33のY軸方向の振動成分を含む天板33の移動ベクトルvzを含むことになる。移動ベクトルvzは、例えば、撮影順に並べた撮影面ISにおける着目箇所(例えば、骨や横隔膜などの鮮明に映る箇所)の座標をたどることでも導出可能である。
FIG. 11 is a diagram for explaining the processing result of the correction function 52-3. As shown in FIG. 11, the
補正機能52-3は、上述のように撮影対象領域IR内の振動成分を低減させる補正を行い、各撮影面ISの位置情報を補正した補正後撮影面CISを導出する。補正機能52-3は、可動部31-1および固定部31-2の位置や、被検体Pの載置位置、姿勢、天板33の剛性や被検体Pの載置による分布加重などに基づいて、上述の振動補正処理を行う。
The correction function 52-3 performs correction to reduce the vibration component in the imaging target area IR as described above, and derives the post-correction imaging plane CIS in which the position information of each imaging plane IS is corrected. The correction function 52-3 is based on the positions of the movable part 31-1 and the fixed part 31-2, the placement position and posture of the subject P, the rigidity of the
[処理フロー]
図12は、X線CT装置1による撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。
[Processing flow]
FIG. 12 is a flowchart showing an example of the flow of imaging processing by the
まず、X線CT装置1を用いる撮影者は、被検体Pを寝台装置30の天板33に被検体Pを載置して、撮影のセッティングを行う(ステップS100)。次に、撮影者は、天板33の取り付け位置に位置センサSを取り付け(ステップS102)、本撮影を開始する(ステップS104)。
First, a radiographer using the
次に、前処理機能52は、投影データ41-5や位置センサSにより検出された撮影時の振動情報を取得し(ステップS106)、振動情報導出機能52-2による天板33の振動情報の導出の後、補正機能52-3による振動補正処理を行わせる(ステップS108)。次に、再構成処理機能53による再構成処理の後、画像処理機能54は振動が低減された再構成画像を生成する(ステップS110)。以上、本フローチャートの処理の説明を終了する。
Next, the
以上説明したように、第1の実施形態によれば、位置センサSを天板33に取り付けて振動量を検出し、振動情報導出機能52-2により天板33の振動情報の導出を行った後、補正機能52-3により位置センサSによる検出量に基づいて天板33の振動量を低減する処理を行うことによって、振動による再構成画像41-7の画質低下を抑止することができる。
As described above, according to the first embodiment, the position sensor S is attached to the
(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態のX線CT装置1Aについて説明する。以下の説明において、第1の実施形態で説明した内容と同様の機能を有する部分については、同様の名称および符号を付するものとし、その機能に関する具体的な説明は省略する。また、第1の実施形態と異なる機能を有する部分については、符号にAを付与して説明する。第2の実施形態のX線CT装置1Aは、被検体Pの体重が不明である場合に用いられることを想定している。
(Second embodiment)
The X-ray CT apparatus 1A of the second embodiment will be described below. In the following description, portions having functions similar to those described in the first embodiment will be given the same names and reference numerals, and detailed descriptions of the functions will be omitted. Also, parts having functions different from those of the first embodiment will be described with A added to their reference numerals. The X-ray CT apparatus 1A of the second embodiment is assumed to be used when the weight of the subject P is unknown.
図13は、第2の実施形態に係るメモリ41Aに格納されるデータの一例を示す図である。メモリ41Aには、第1の実施形態のメモリ41の動解析モデル41-3の代わりに、天板動解析モデル41-3Aが格納される。天板動解析モデル41-3Aは、入力パラメータとして少なくとも被検体Pの載置位置を受け付けるものである。
FIG. 13 is a diagram showing an example of data stored in the
以下、振動情報導出機能52-2Aによる被検体Pの体重不明時の振動量算出方法について説明する。振動情報導出機能52-2Aは、既知の天板33の剛性と固有振動数とを用いて導出した、天板33のみの1次天板固有振動数f1および2次天板固有振動数f2と、実測の1次天板固有振動数f1および2次天板固有振動数f2とのずれにより、未知である天板33に載置された被検体Pの体重とを導出する。振動情報導出機能52-2Aは、被検体の体重が不明である場合に限らず、正確な体重が分からない(例えば、最終計測から数か月から数年経過している)場合にも同様の手法で被検体の体重Mを導出してもよい。
A method of calculating the vibration amount when the weight of the subject P is unknown by the vibration information deriving function 52-2A will be described below. The vibration information deriving function 52-2A derives the primary top plate natural frequency f1 and the secondary top plate natural frequency f2 of only the
図14は、天板動解析モデル41-3Aによる処理の内容について説明するための図である。天板動解析モデル41-3Aは、投影データ41-5と撮影情報41-1の少なくとも被検体Pの被検体の載置位置を受け付け、振動補正後投影データ41-6を出力する。 FIG. 14 is a diagram for explaining the contents of processing by the tabletop dynamic analysis model 41-3A. The table dynamic analysis model 41-3A receives at least the placement position of the subject P in the projection data 41-5 and the imaging information 41-1, and outputs vibration-corrected projection data 41-6.
天板動解析モデル41-3Aは、被検体Pの体重や分布加重を推定し、さらに天板33上の関心位置および位置センサSの位置における、撮影時の振動量を算出する。
The top plate dynamic analysis model 41-3A estimates the weight and weight distribution of the subject P, and further calculates the amount of vibration at the position of interest on the
〔撮影時の振動量算出〕
以下、振動情報導出機能52-2Aによる撮影時の振動量算出方法について説明する。振動情報導出機能52-2Aは、既知の天板33の剛性と固有振動数とを用いて導出した、天板33のみの1次天板固有振動数f1および2次天板固有振動数f2と、実測の1次天板固有振動数f1および2次天板固有振動数f2とのずれにより、未知である天板33に載置された被検体Pの体重Mと載置位置とを導出する。
[Calculation of vibration amount during shooting]
A method of calculating the amount of vibration at the time of photographing by the vibration information deriving function 52-2A will be described below. The vibration information deriving function 52-2A derives the primary top plate natural frequency f1 and the secondary top plate natural frequency f2 of only the
まず、振動情報導出機能52-2Aは、予備計測で計測した残留振動をフーリエ変換するなどによって、被検体Pが天板33に載置された状態での1次固有振動数f1および2次固有振動数f2を導出する。振動情報導出機能52-2Aは、導出した被検体Pが天板33に載置された状態での1次固有振動数f1および2次固有振動数f2を、数式(1)および数式(2)に適用することで、被検体Pの体重Mと載置位置ZMとを導出する。以下、導出した被検体Pの体重Mと載置位置ZMとを用いることで、第1の実施形態の振動情報導出機能52-2と同様に振動情報導出処理を行うことができる。
First, the vibration information deriving function 52-2A performs a Fourier transform on the residual vibration measured in the preliminary measurement, so that the first natural frequency f1 and the second natural frequency f1 and the second natural Derive the frequency f2. The vibration information derivation function 52-2A calculates the derived primary natural frequency f1 and secondary natural frequency f2 of the subject P placed on the
以上説明したように、第2の実施形態によれば、被検体Pの体重が不明である場合であっても、天板動解析モデル41-3Aを用いることで、被検体Pの体重や天板33での載置位置を考慮した天板33の固有振動数を含む動的な天板33の振動状況の演算が可能となり、第1の実施形態と同様の効果を奏する。
As described above, according to the second embodiment, even if the weight of the subject P is unknown, the table dynamic analysis model 41-3A can be used to calculate the weight and height of the subject P. It is possible to dynamically calculate the vibration state of the
(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態のX線CT装置1Bについて説明する。以下の説明において、第1の実施形態および第2の実施形態で説明した内容と同様の機能を有する部分については、同様の名称および符号を付するものとし、その機能に関する具体的な説明は省略する。また、第1の実施形態と異なる機能を有する部分については、符号にBを付与して説明する。第3の実施形態のX線CT装置1Bは、天板33に位置センサSを取り付けずに振動量を推定するものである。
(Third embodiment)
An X-ray CT apparatus 1B according to the third embodiment will be described below. In the following description, portions having functions similar to those described in the first and second embodiments are given the same names and reference numerals, and detailed descriptions of their functions are omitted. do. Further, portions having functions different from those of the first embodiment will be described with the reference numeral B added thereto. The X-ray CT apparatus 1B of the third embodiment estimates the amount of vibration without attaching the position sensor S to the
図15は、第3の実施形態に係る天板動解析モデル41-3Bによる処理の内容について説明するための図である。天板動解析モデル41-3Bは、投影データ41-5と撮影情報41-1に格納された被検体Pの体重、載置位置、姿勢、体型などをパラメータとして受け付ける。 15A and 15B are diagrams for explaining the contents of processing by the tabletop dynamic analysis model 41-3B according to the third embodiment. The table dynamic analysis model 41-3B accepts the weight, placement position, posture, body shape, etc. of the subject P stored in the projection data 41-5 and the imaging information 41-1 as parameters.
補正機能52-3Bは、投影データ41-5から天板動解析モデル41-3Bにより算出された算出振動量を差し引いて、振動補正後投影データ41-6を出力する。補正機能52-3Bは、天板動解析モデル41-3Bを用いて算出した、振動位相を調整した関心位置での振動情報に基づいて、再構成時に使用するキャリブレーションテーブル41-10に格納されたキャリブレーション演算規則の、撮影時の天板33の位置と、撮影対象である被検体Pの各時間における位置を補正する。再構成処理機能53は、補正機能52-3Bによる処理の後、再構成を行うことで、天板33の振動を低減する補正がなされた再構成処理を行う。
The correction function 52-3B subtracts the calculated vibration amount calculated by the top plate dynamic analysis model 41-3B from the projection data 41-5, and outputs vibration-corrected projection data 41-6. The correction function 52-3B is stored in the calibration table 41-10 used during reconstruction based on the vibration information at the position of interest with the vibration phase adjusted, calculated using the top plate dynamic analysis model 41-3B. The position of the
なお、補正機能52-3Bは、算出した天板の関心位置での振動について、撮影者による振動位相の調整を受け付けてもよい。振動位相の調整は、撮影者がディスプレイ42に再構成画像41-7に表示させて調整するものであってもよいし、画像SD(標準偏差)値のぶれを最小にするように調整されるものであってもよい。補正機能52-3Bは、「算出部」の一例である。
Note that the correcting function 52-3B may receive adjustment of the vibration phase by the photographer with respect to the calculated vibration at the position of interest of the tabletop. The adjustment of the vibration phase may be made by displaying the reconstructed image 41-7 on the
[処理フロー]
図16は、X線CT装置1Bによる撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。
[Processing flow]
FIG. 16 is a flow chart showing an example of the flow of imaging processing by the X-ray CT apparatus 1B.
まず、X線CT装置1Bを用いる撮影者は、被検体Pを寝台装置30の天板33に被検体Pを載置して、撮影のセッティングを行う(ステップS200)。次に、撮影者は、本撮影を開始する(ステップS202)。
First, a radiographer using the X-ray CT apparatus 1B places the subject P on the
次に、前処理機能52Bは、投影データ41-5や撮影情報41-1を取得して(ステップS204)、天板動解析モデル41-3Bを用いた振動補正処理を行わせる(ステップS206)。次に、再構成処理機能53による再構成処理の後、画像処理機能54は振動が低減された再構成画像を生成する(ステップS208)。以上、本フローチャートの処理の説明を終了する。
Next, the preprocessing function 52B acquires the projection data 41-5 and the imaging information 41-1 (step S204), and performs vibration correction processing using the top plate dynamic analysis model 41-3B (step S206). . Next, after the reconstruction processing by the
以上説明した第3の実施形態によれば、位置センサSにより検出された実測振動量がない場合であっても、第1の実施形態および第2の実施形態と同様の効果を奏することができる。 According to the third embodiment described above, even if there is no measured vibration amount detected by the position sensor S, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained. .
(変形例)
上記の実施形態のX線CT装置の機能の一部を寝台装置30が備えるものであってもよい。図17は、変形例のX線CT装置1Cの構成図である。以下の説明において、第1の実施形態~第3の実施形態で説明した内容と同様の機能を有する部分については、同様の名称および符号を付するものとし、その機能に関する具体的な説明は省略する。また、第1の実施形態と異なる機能を有する部分については、符号にCを付与して説明する。変形例のX線CT装置1Cは、第1の実施形態のX線CT装置1と比較して、寝台装置30Cが処理回路35を備える点が異なる。
(Modification)
The
処理回路35は、例えば、取得機能35-1と、補正量導出機能35-2と、出力機能35-3とを備える。
The
また、前処理機能52Cは、例えば、取得機能52-1と画像前処理機能52-4を備える。
The
取得機能35-1は、位置センサSの計測情報および被検体Pの撮影情報41-1を取得し、補正量導出機能35-2に出力する。取得機能35-1は、「取得部」の他の一例である。 The acquisition function 35-1 acquires the measurement information of the position sensor S and the imaging information 41-1 of the subject P, and outputs them to the correction amount derivation function 35-2. The acquisition function 35-1 is another example of the 'acquisition unit'.
補正量導出機能35-2は、取得機能35-1により出力された位置センサSの計測情報および被検体Pの撮影情報41-1に基づいて、コンソール装置40Cの前処理機能52Cにおける位置情報の補正量を導出する。補正量導出機能35-2は、第1の実施形態の振動情報導出機能52-2と同様の機能である。補正量導出機能35-2は、導出した補正量を出力機能35-3に出力する。補正量導出機能35-2は、「補正量導出部」の一例である。
The correction amount derivation function 35-2 calculates the position information in the
出力機能35-3は、補正量導出機能35-2により導出された補正量をコンソール装置40Cに出力する。出力機能35-3は、「出力部」の一例である。
The output function 35-3 outputs the correction amount derived by the correction amount deriving function 35-2 to the
コンソール装置40Cの前処理機能52Cは、寝台装置30Cの処理回路35により出力された補正量を投影データ41-5から差し引くことで、振動補正後投影データ41-6を生成する。
The
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の軽減、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be embodied in various other forms, and various reductions, substitutions, and alterations can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
例えば、上述の例では前処理機能52の補正機能52-3が天板33の振動を補正する処理を行うものとして説明したが、再構成処理機能53による再構成処理の一環として振動を低減する処理が行われてもよい。
For example, in the above example, the correction function 52-3 of the
また、位置センサSによる検出結果は、異常振動(例えば、地震、装置暴走など)や他装置や人の干渉の検知に用いられてもよい。システム制御機能51は、X線CT装置を動作させていないにも関わらず一定以上の振動が位置センサSにより検出された場合や、X線CT装置の操作中に異常に大きな振動が位置センサSにより検知された場合、X線CT装置の安全機能を働かせたり、干渉の原因を取り除いたりする等の対処をとるための判断材料として活用してもよい。 Further, the detection result of the position sensor S may be used to detect abnormal vibrations (eg, earthquake, device runaway, etc.) and interference with other devices or people. The system control function 51 controls the position sensor S when vibration exceeding a certain level is detected by the position sensor S even though the X-ray CT apparatus is not operated, or when an abnormally large vibration is detected during operation of the X-ray CT apparatus. When detected by the X-ray CT apparatus, it may be used as a judgment material for taking countermeasures such as activating the safety function of the X-ray CT apparatus or removing the cause of the interference.
上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
ハードウェアプロセッサと、
プログラムを記憶した記憶装置と、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
天板に載置される被検体の少なくとも体重に関する第1の情報と、当該被検体の伏臥位置に関する第2の情報とを取得し、
前記天板の第1の位置に設置され、前記第1の位置における前記天板の振動を計測し、振動情報を出力し、
取得された前記第1の情報および前記第2の情報と、出力された前記振動情報とに基づいて、前記第1の位置とは異なる第2の位置における振動情報を導出し、
導出された前記振動情報に基づいて位置情報の補正を行い、
補正された位置情報に基づいた再構成処理を行う、
ように構成されている、医用画像診断装置。
The embodiment described above can be expressed as follows.
a hardware processor;
a storage device storing a program,
By the hardware processor executing the program stored in the storage device,
obtaining first information about at least the weight of the subject placed on the tabletop and second information about the prone position of the subject;
installed at a first position on the top plate, measures vibration of the top plate at the first position, and outputs vibration information;
deriving vibration information at a second position different from the first position based on the obtained first information and the second information and the output vibration information;
correcting the position information based on the derived vibration information;
performing reconstruction processing based on the corrected position information;
A medical image diagnostic apparatus configured to:
以上説明した少なくともひとつの実施形態のX線CT装置によれば、天板33に載置される被検体Pの少なくとも体重に関する情報と、被検体Pの伏臥位置に関する載置位置とを取得する取得機能52-1と、天板33に設置されて天板33の振動量を計測し、振動情報を出力する位置センサSと、取得機能52-1により取得された情報と、位置センサSにより出力された実測振動値とに基づいて、関心領域における振動情報を算出して位置情報の補正を行う補正機能52-3と、補正機能52-3により補正された振動補正後投影データ41-6に基づいて再構成処理を行い再構成画像41-7を生成する再構成処理機能53とを備えることにより、天板33の振動による再構成画像41-7の画質低下を抑制することができる。
According to the X-ray CT apparatus of at least one embodiment described above, acquisition for acquiring information regarding at least the weight of the subject P placed on the
1…X線CT装置、10…架台装置、11…X線管、12…ウェッジ、13…コリメータ、14…X線高電圧装置、15…X線検出器、16…データ収集システム、17…回転フレーム、18…制御装置、30…寝台装置、31…基台、32…寝台駆動装置、33…天板、34…支持フレーム、35…処理回路、35-1…取得機能、35-2…補正量導出機能、35-3…出力機能、40…コンソール装置、50…処理回路、52、52B、52C…前処理機能、52-1…取得機能、52-2、52-2A、52-2B…振動情報導出機能、52-3…補正機能、52-4…画像前処理機能、53…再構成処理機能、54…画像処理機能、55…スキャン制御機能、56…表示制御機能、S…位置センサ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記天板の第1の位置に設置され、前記第1の位置における前記天板の振動を計測し、計測した前記第1の位置における前記天板の振動を示す第1の振動情報を出力する計測部と、
前記取得部により取得された前記第1の情報および前記第2の情報と、前記計測部により出力された前記第1の振動情報とに基づいて、前記第1の位置とは異なる位置であり、前記被検体の撮像領域を含む第2の位置における前記天板の振動を示す第2の振動情報を導出する振動情報導出部と、
前記第2の振動情報に基づいて、撮影面の位置情報の補正を行う補正部と、
前記補正部により補正された位置情報に基づいた再構成処理を行う再構成部と、
を備える医用画像診断装置。 an acquisition unit that acquires first information about at least the weight of the subject placed on the tabletop and second information about the prone position of the subject;
It is installed at a first position on the top plate, measures the vibration of the top plate at the first position, and outputs first vibration information indicating the measured vibration of the top plate at the first position. a measuring unit;
a position different from the first position based on the first information and the second information obtained by the obtaining unit and the first vibration information output by the measuring unit; a vibration information derivation unit that derives second vibration information indicating vibration of the tabletop at a second position including the imaging region of the subject;
a correction unit that corrects the position information of the imaging surface based on the second vibration information;
a reconstruction unit that performs reconstruction processing based on the position information corrected by the correction unit;
A medical image diagnostic device comprising:
請求項1に記載の医用画像診断装置。 The second position is a position including a prone position of the subject,
The medical image diagnostic apparatus according to claim 1.
請求項1または2に記載の医用画像診断装置。 The vibration information derivation unit derives the natural frequency of the tabletop based on the first vibration information output by the measurement unit in a state where the object is not placed, and deriving the second vibration information based on the first vibration information output by the measurement unit in the state of being measured and the natural frequency derived by the vibration information derivation unit;
The medical image diagnostic apparatus according to claim 1 or 2.
前記第1の情報と、前記第2の情報と、第1の位置における天板の振動を示す第1の振動情報に基づいて、前記第1の位置とは異なる位置であり、前記被検体の撮影対象領域を含む位置における前記天板の振動を算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記天板の振動に基づいて、撮影面の位置情報の補正を行う補正部と、
前記補正部により補正された位置情報に基づいた再構成処理を行う再構成部と、
を備える医用画像診断装置。 an acquisition unit that acquires first information about at least the weight of the subject placed on the tabletop and second information about the prone position of the subject;
at a position different from the first position, based on the first information, the second information , and first vibration information indicating vibration of the tabletop at the first position; a calculation unit that calculates the vibration of the tabletop at a position that includes the imaging target area;
a correction unit that corrects the positional information of the imaging surface based on the vibration of the tabletop calculated by the calculation unit;
a reconstruction unit that performs reconstruction processing based on the position information corrected by the correction unit;
A medical image diagnostic device comprising:
前記天板の第1の位置に設置され、前記第1の位置における前記天板の振動を計測し、計測した前記第1の位置における前記天板の振動を示す振動情報を出力する計測部と、
前記計測部により導出された前記振動情報に基づいて、医用画像診断装置における前記第1の位置とは異なる位置である撮影面の位置情報の補正量を導出する補正量導出部と、
前記補正量導出部により導出された補正量を医用画像診断装置に出力する出力部と、
を備える医用寝台装置。 an acquisition unit that acquires first information about at least the weight of the subject placed on the tabletop and second information about the prone position of the subject;
a measuring unit installed at a first position on the top plate for measuring vibration of the top plate at the first position and outputting vibration information indicating the measured vibration of the top plate at the first position; ,
a correction amount derivation unit that derives a correction amount of position information of an imaging plane, which is a position different from the first position in the medical image diagnostic apparatus, based on the vibration information derived by the measurement unit;
an output unit that outputs the correction amount derived by the correction amount derivation unit to a medical image diagnostic apparatus;
A medical couch apparatus comprising:
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