JPS59111738A - Ｘ線断層撮影装置 - Google Patents

Ｘ線断層撮影装置

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JPS59111738A
JPS59111738A JP57221349A JP22134982A JPS59111738A JP S59111738 A JPS59111738 A JP S59111738A JP 57221349 A JP57221349 A JP 57221349A JP 22134982 A JP22134982 A JP 22134982A JP S59111738 A JPS59111738 A JP S59111738A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はＸ＃３１断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ装置と
称する。）の技術分野に属する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、Ｘ線ＣＴ装置は、被検体たとえば患者の所望スラ
イス面につきＸ線断層像（以下、断層像と称する。）を
得る場合、患者の位置を固定したまま、前記スライス面
を有する垂直面内においてＸ線管を患者の周囲で回転さ
せつつＸ線管より間欠的にＸ線を曝射することにより、
前記スライス面上のあらゆる方向からの全プロジェクシ
ョンデータを収集し、この全プロジェクションデータを
基に画１象再構成を行ない、表示装置に所望スライス面
の断層像を表示するように構成されていた。
そうすると、前記ｘＨｃｒ装置により患者の複数の異な
るスライス面につき複数の断層像を得ようとする場合、
第１のスライス面につきＸ線管を１８０°あるいは６６
０°回転させて第１のスライス面についての全プロジェ
クションデータを収集した後、Ｘ＃ｊ管の作動を停止し
、第２のスライス面を有する垂直面内にＸ線管が位置す
るように、時間を費して患者を水平移動し、次いで第２
のスライス面につきＸ線管の回転お工びＸＩＲ曝射を行
なわねばならない。
したがって、従来のｘ腺ｃｒ装置には、異なるスライス
面につき複数の断層１象を得る場合、患者の拘束時間が
長期にわたり、それ故にＸ線ＣＴ装置の稼動効率が悪く
なるとの問題点がある。さらに、従来のＸ線ＣＴ装置に
は、造影剤を注入した患者の異なるスライス面につき複
数の断層像を得る場合、最初のスライス面につきグロジ
ェクションデータ全収集する時と最後のスライス面につ
きプロジェクションデータを収集する時とで患者の生理
状態が変化してしまうので、同一生理状態下での複数の
断層像を得ることができないとの問題点もある。
〔発明の目的〕
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり。
データ収集時の被検体送りに要する時間・と短縮して被
検体を束縛する時間を減少させると共ＧＣ，複数２ライ
ス而の収集時間の短縮化を図ることのできるＸ線ＣＴ装
置を提供することを目的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明ＦｉＦｆ＋１紀目的全達成するために１被検体の
周囲を移動しながらＸ線を曝射するＸ線源と、被検体を
透過したＸ線を検出するＸＩＰ検出器と、前記Ｘ＃源の
移動中に被検体を連続的に移動させる被検体移動手段と
、前記検出器から得られたデータを収集するデータ収集
手段と、データ収集手段内のデータを取り込み画像を再
構成する画像再構成装置とを備えたことを特徴とするも
のである。
〔発明の実施例〕
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
第１図は本発明の一実７１Ｉｉ例を示すＸ線ｃ′Ｔ装置
のシステムブロック図である。１は架台であハ寝台天板
２上に載置された被検体Ｍを挿入する挿入孔６を備えて
いると共に、挿入された被検体Ｍを挾んでＸｉ源として
のＸ線管６とＸ線検出器４とが対向配置されている。こ
こで５Ｘｌｆｓ管６は高圧発生装置７によってＸ＃光発
生制御が行われると共に、Ｘ線管駆動制御装置５によっ
て挿入孔６の周囲を回転移動するように構成されており
、また、Ｘ線検出器４は斜めに配置された円筒状の保持
部材の円周面に沿って単体検出器が複数個アレイ状に配
列されて（イク成されており、Ｘｉ’Ｆｆ３からの被検
体透過Ｘ線を常に検出器４の一部で受けるようになって
いる。また、寝台天板２は寝台駆動制御装置８によって
被検体Ｍの体軸方向に沿って寝台天板２を連続的に移動
できるようになっている（被検体移動手段と称すること
もある）。９はＸｆＪ検出器４によって得られたデータ
を収集するデータ収集装置であり、１０はデータ収集装
置内のデータを適正な再構成データとするための補正演
算装置であり、１１は補正演算装置１０から送られてく
るデータを基にして画ｆ象再構成を行う画像再構成装置
であり、１２は画像再構成装置１１からの画１象データ
に基づく表示を行う表示装置である。１３Ｕ前述の各装
置の制御全行うシステム制御装置である。
次に動作を説明する。
なお、上記装置において、ｘａ管３からはファンビーム
状Ｘ線（以下単に７アンビームともいう）が発生される
ものとし、Ｘ線検出器４はこのファンビームを一単位と
して検出するようになっており、さらにこのファンビー
ムは６６００回転に止することなく、この実施例でＦ１
１０回転連続若連続上無限回連続回転可能となっている
ものとする。
このような連続回転は公知のスリップリングを用いたり
、あるいは、ＵＳＰ第４１５８１４２号に開示されてい
るような電子ビームスキャンを採用する仁とによって実
現可能である。そして、このＩりなファンビームが連続
回転してデータを収集している間中寝台駆動制御装置８
により被検体Ｍは連続的に移動するようになっている。
この移動量は例えばファンビーム１回転にっきＰｍｍの
進みが行われるものとする。このように構成すれば、例
えば静止した被検体Ｈに対してファンビームが回転しつ
つ体軸方向に並進運＃愛したのと等価となり。
ファンビームが被検体Ｍの回Ｖを螺旋状に運動してデー
タを収集する（螺旋状スキャン）ことになる。このよう
にして得られたデータを螺旋状データと足義する仁とが
できる。従ってこの実施例のように、Ｘ＠検出器４全固
定した状態でＸ線管６のみを回転するＣＴ装＠（第４世
代のＣＴ装置）のみならず、対向配置されたＸｍ管とＸ
線検出器を相対的に回転駆動するＣＴ装置（第６世代の
ｃＴ装置）によっても前述のような螺旋状データを得る
ことができる。螺旋状スキャンのＸ線源及び７アンビー
ムの位置を体軸方向と垂直方向から観察すれば第２図の
ような周期Ｐｍｍの正弦波形ＸＬを描くことになる。
次に、以上のようにして得られたデータから画像を再構
成する方法について説明する。先ず一般的には、■スキ
ャン範囲の全体積を小要素に分けて一度に再構成する方
法、■例えば第２図のスライス点Ｓ■から５２に、至る
ｘＨ管の１回転で得られたデータを考える場合、ファン
ビーム位置が第２ＮのＸ方向の位置Ｘ！とＸ２の中央に
固定されているものと近似することにより、平面毎に画
像再構成を行う公知の手法（ＵＳＰｆ、４１４９２４７
）が考えられる。また、上記点Ｓ１から５３に至る２回
転で得られたデータ全次式（ＩＪによって束ねて１回転
分のデータとしてしまえばスライス位＃Ｘ！を代表する
スキャンデータとして再構成することもできる。
ここでθは第３図に示す如＜ｓ　Ｘｍ管６及びＸ薪７ア
ンビームＦＢの回動角であり０〜３６Ｃ１ｏの値をとる
。ＰＩ３（θ、ψ）は被検体Ｈに対するＸ線管３の相対
位置が第２図の５１からＳ、に至る間に得られたグロジ
ェクションデ゛−タ、Ｐ２３（θ、ψ）は同じくＸ線管
相対位置が８２から８３に至る間に得られ次プロジェク
ションデータである。
そして、上記方法？−１５回転あるいはそれ以上で１ス
ライス分のＩｉ！Ｉｉ１象ｔ−得る場合に迄演押できる
。
さらに、各回転で得られたグロジェクションデータを独
立に再構成し、得られた複数画像を加算平均することに
よっても上記の場合と同等の効果金得ることができる。
前述の如く、連続した複数回伝号のデータを束ねて１枚
の画像を作ることはアーチ７アクトを減少させる点で有
用である。すなわち、一般にＸ線ＣＴ装置においては、
Ｘ線ファンビームを側面から見た厚みは、平行Ｘ線とは
ならないのでＸ線管からはは比例した厚みとなる。この
ようにＸｉビームで被検体を検査するとスライス厚方向
に変化の大きな被検体であれは、グロジエクションデー
タをとる角度θ毎圧若干矛盾する部分を含むことになり
、しばしばクリッピング効果と呼ばれる７−チフアクト
を生むことになる。これを第４図を参照して説明する。
第４図においてＡはＸ線管が第２図のＳｌの位置（すな
わちＸ＝Ｘ１）Ｋあるときに得られるＸ線ファンビーム
のスライス厚方向の強度プロフィールである。仁のとき
のスライス厚をｔｍｍとする。Ｘ線管が回転するにつれ
、スライス面は被検体の体軸方向に動いてゆき、例えば
θ＝１８０°においてはＸ線管位置は最初の位置Ｘ１に
はなく、そこから７）／２だけ進んだ位置（Ｘ＝ＸＩ＋
　ＰＩ３　）に位置することになる。ここでｐ＝ｔとす
ればθ＝１８０°におけるＸ＠ファンビームのスライス
厚方向の強度プロフィール及び位置は第１図のＢの如く
なる。ここで、Ａ及びＢの波形においてハツチング部分
は各々共通しない被検体を計測していることを意味する
０画像再構成計算は全グロジエクションデ゛−夕が全く
同一の被検体を計測した結果であるという前提でなされ
るものであるから、Ａ及びＢの波形中のハツチング部分
は画像に伺らかの歪みをもたらすものと思われる。この
ことはθ＝０°と１８０°との関係だけでなく全てのθ
の範囲について言えることである。特にこの実施例のよ
うなデータ収集方式では前記クリッピング効果と同様な
現象が多く発生し易いことになる。
このような問題を本発明は次のような原理を用いて解決
している６例えばｔｍｍの突効ヌライス幅を得たいとき
％ＸＩｆｉＪファンビーム１回転にツキｔ／２ｍｍの割
合で被検体Ｍｆ送って行くこととし、Ｘ線ファンビーム
ＦＢｆコリメータ等によってｔ／２ｍｍに絞るようにし
ている。この結果第５図のような強度プロフィール及び
位置が得られる。同図においてＡ、ＢはそれぞれＸ線管
相対位置がＸ：＝Ｘ１及びＸ＝Ｘ２にて得られるＸ線：
７アンビームのスライス厚方向の強ｆ隻プロフィール及
び位置であり、Ｃ，Ｄは同様に られたものである。この結果、削代（１）の如くプロジ
エクショ／テ′−夕を束ねれば、第６図のようなプロフ
ィール及び位置が得られる。即ち、θ−０゜及び１８０
°にて得られるプロジェクションデータのスライス厚方
向ではそれぞれＥ及びＦの波形が得られることになる。
ハツチング部分は前述の第４図の場合に比べ１相対的に
小さなものとなる。
即ち、画像の歪みが軽減されるわけで・ある。
更に、前述のような螺旋状スキャンを行なう場合、次の
ような問題がある。θ＝０°にてプロジェクションテ゛
−夕の収集を開始し、θ＝６６０°にほぼ近い位置θｍ
αＸで１画像分のプロジェクションデータの収集を完了
すれば、　７’（０，ψ）とＰ（θｍαＸ。
ψ）とでは測定するスキャン面がズしているので、デー
タの内容はかなＶ異なることになる。このようＶＣ１１
４接するデータに不連続的な違いがあると、連続的なズ
レに比べてアーチファクトが発生し易いことは良く知ら
れている。このような問題を解決するために本発明では
次のような処理を行なう補正演算装置１０を備えている
。この補正演算装置の原理は、１断層面（スライス面〕
の画像再構成に供するデ゛−夕のうちの初期に得られた
１部分若しくは終期に得られた１部分を、その前又は後
に得られ′ｆｃ１断層面のデータにおける同一の回転角
にて得られたデータによって補正するものである。
θ＝０〜θＸで得られたグロジェクションデ゛−タは次
式（２）のよりな演算処理が施されたデータＰ’Ｃθ、
ψ）によって代用される（θｘＨ必要な画１象再構成領
域の広さ及びアーチ７アクトの軽減度合に応じて任意に
設定されるものである）。
Ｐ′（θ、ψ）−１れの・ＰＨ２（θ、ψ）＋（１−Ｆ
（の〕　ψＰｚ３＜５６００＋θ、ψ）　・・・・・・
　（２）ここで、Ｆ（のけ第７図に示す如くθ＝０°に
て０、θ＝θＸにて１とし、その間を急峻な変化なしに
例えは直線で鯖ぶ関数である。
このような補正に変えて逆にθ＝θＹ〜θｍａｒ　　Ｖ
Ｃて得られたデヘークを前回の回転によって得られたデ
ータで修正する次式（３）の演算処理が施されたデータ
Ｐ′（θ、ψ）で代用される（θＹ（ｒｉθＸと同様な
意味合を持つ）、。
／”（θ、ψ）−Ｗ（の・ＰＩ□（θ、ψ）　＋　（１
−＃’（θす・Ｐ２３（θ−６６０°、ψ）・・・・・
・（３）ここで、Ｗ（０）はθ−θＹで１、θ−θｍａ
、ｒで０とし、その間を急峻な変化なしに、例えば直線
で結ぶ関数である。
この工うな補正演算装置１０′ｆｃ設けることによって
隣接するデータは連続的なズレとして評価できるのでア
ーチ７アクトの発生を軽減することができる。なお、上
記補正ｔｒｉＳ＋から８２に至る１回転分とそれから若
干延長したもので画ｆ象を作成する場合についてであっ
たが、これを２回転あるいは６回転とそれからの若干の
延長により１画像を作成することも可能であることは言
う迄もない。
本発明は前６Ｃ実施クリに駆足されず１種々の変形実施
が可能である０例えば上記実施例でｒｉＯ〜６６０°に
亘って得たプロジェクションデータから１画１＃を作る
Ｘ＃ｊＩＣＴについて述べたが、５６０’未満のスキャ
ンデータから画像再構成を行なり第８図のよりなＸ線Ｃ
Ｔ装置にも適用できる。即ち、Ｘ線源は軌道ＸＬ上を高
速で往復移動又は片道移動し、検出器群４′は円周のみ
り程度の範囲に沿って配置されたものであり、繰り返し
スキャン中被検体Ｍを連続的に送ればよい。この場合に
もＸｉ源６′がαからｂに至るまでで１画像分のプロジ
ェクションデータを得ることが可能である。このような
装置によれば、第９白に示すようＶＣＵ字状のスキャン
が連続したような軌跡が得られる。これによって得られ
るデータを変形線旋状データと定義することができる。
この場合、第８図においで、Ｘ線源６′の移動は位置α
からｂへの移動速度（データ収集時）に比してｂからα
への移動（戻り時）の速度を無視し得る程の高速で行わ
なけれはならないが、これは公知の電子ビームスキャン
を採用することにより充分に可能である。このような実
節制装置によれば、Ｘａ源６′の移動時間を短縮するこ
とができるのでスライス間隔ｐｍｍも極小にでき、従っ
て削成（１１の拡張により多数回のプロジェクションデ
ータを重ね合せて１スライス分の画１象を作成すればア
ーチファクトの軽減を（２）ることか容易になる。
〔発明の効果〕
以上詳述した本発明によれば、データ収集時の被検体送
りに要する時間を短縮して被検体を束縛する時間を減少
させることができると共に、複数スライス而の収集時間
の短縮化を図ることのできるＸ線ＣＴ装置全提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第１図ｅよ本発明の一実施例を示すシステムブロック図
、第２図は前記実施例によるＸ線源の相対軌道を示す概
略説明図、第６図は前記実施例によるファンビームの状
態ヲ示す概略説明図、第４図は画１象中に歪みが発生す
る理由の説明図、第５図及び第６図はそれぞれ本発明の
実施例装置の採用により画昧中に生ずる歪みを軽減する
ことができる理由の説明図、第７図は補正演算に使用さ
れる関数の説明図、第８因は本発明の他の実施例を示す
概略説明Ｍ％第９図は前記他の実施例によるＸ線源の相
対軌道の説明図である。 １・・・架台、　　２・・・寝台天板、６．３’・・・
Ｘ、１ｉｌＪ源、４・・・Ｘ線検出器、　５・・・Ｘ１
ｆＩｊ駆動制御装置、　６・・・検出器駆動装置、　　
７・・・高圧発生装置、　８・・・寝台駆動制御装置、
　　９・・・データ収集装置、１０・・・補正演算装置
、　　１１・・・画ｆ象再構成装置、１２・・・表示装
置、　　１３・・・システム制御装置。 代理人　弁理士　三　澤　正　義 葛４図 ｔ ）ｅＩ　ｘ、！　　Ｘｓ 晃７１」

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　　被検体の周囲を移動しながらＸ線を曝射する
    Ｘ＃ｊ源と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出
    器と、前記Ｘ線源の移動中に被検体を連続的に移動させ
    る被検体移動手段と、前記検出器から得られたデータを
    収集するデータ収集手段と、データ収集手段内のデータ
    ｔ−取り込み画像を再構成する画１象再構成手段とを備
    えたことを特徴とするＸ線断層撮影装置。
  2. （２）画像再構成手段は、連続する複数断層面用データ
    を束ねて１断層面用データとして画像再構成を行うこと
    を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載のＸ
    線断層撮影装置。
JP57221349A 1982-12-16 1982-12-16 Ｘ線断層撮影装置 Granted JPS59111738A (ja)

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