KR20070100178A - Ｘ선 ｃｔ 장치 - Google Patents
Ｘ선 ｃｔ 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070100178A KR20070100178A KR1020070034324A KR20070034324A KR20070100178A KR 20070100178 A KR20070100178 A KR 20070100178A KR 1020070034324 A KR1020070034324 A KR 1020070034324A KR 20070034324 A KR20070034324 A KR 20070034324A KR 20070100178 A KR20070100178 A KR 20070100178A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- ray
- image
- data collection
- scan
- helical
- Prior art date
Links
- 238000013480 data collection Methods 0.000 claims abstract description 90
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 49
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 26
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 7
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims description 6
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 abstract description 59
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 abstract description 22
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 10
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 27
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 20
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 16
- 238000002565 electrocardiography Methods 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 7
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 7
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 7
- 210000000709 aorta Anatomy 0.000 description 6
- 230000006793 arrhythmia Effects 0.000 description 6
- 206010003119 arrhythmia Diseases 0.000 description 6
- 210000004351 coronary vessel Anatomy 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 6
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 210000002837 heart atrium Anatomy 0.000 description 3
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000013170 computed tomography imaging Methods 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 description 2
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 2
- 210000001147 pulmonary artery Anatomy 0.000 description 2
- 210000003492 pulmonary vein Anatomy 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000002861 ventricular Effects 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000001746 atrial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 230000036471 bradycardia Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002603 single-photon emission computed tomography Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/027—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis characterised by the use of a particular data acquisition trajectory, e.g. helical or spiral
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/48—Diagnostic techniques
- A61B6/481—Diagnostic techniques involving the use of contrast agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
- A61B6/504—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for diagnosis of blood vessels, e.g. by angiography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
- A61B6/541—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis involving acquisition triggered by a physiological signal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
- G01N23/046—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
- A61B5/346—Analysis of electrocardiograms
- A61B5/349—Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7203—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
- A61B5/7207—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
- A61B6/503—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for diagnosis of the heart
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
- G01N2223/40—Imaging
- G01N2223/419—Imaging computed tomograph
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Surgery (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physiology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
본 발명은, 다열 X선 검출기, 또는 플랫 패널 X선 검출기로 대표되는 매트릭스 구조의 2차원 X선 영역 검출기를 갖는 X선 CT 장치의 헬리컬 스캔 또는 가변 피치 헬리컬 스캔 또는 헬리컬 셔틀 스캔에 의한 심장 촬영을 저 피폭이고 고속으로, 또한 양호한 화질로 행하는 X선 CT 장치에 관한 것이다. X선 CT 장치(100)의 헬리컬 스캔 또는 가변 피치 헬리컬 스캔 또는 헬리컬 셔틀 스캔을 심박 또는 생체 신호 또는 외부 동기 신호에 동기하여 행하며, 1회의 헬리컬 스캔 또는 가변 피치 헬리컬 스캔 또는 헬리컬 셔틀 스캔에 의해 심장의 촬영을 행한다.
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 CT 장치를 나타내는 블록도,
도 2는 X선 발생 장치(X선관) 및 다열 X선 검출기를 xy 평면으로 본 설명도,
도 3은 X선 발생 장치(X선관) 및 다열 X선 검출기를 yz 평면으로 본 설명도,
도 4는 피검체 촬영의 흐름을 나타내는 흐름도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 CT 장치의 화상 재구성의 개략 동작을 나타내는 흐름도,
도 6은 전처리의 상세를 나타내는 흐름도,
도 7은 3차원 화상 재구성 처리의 상세를 나타내는 흐름도,
도 8은 화상 재구성 영역 상의 라인을 X선 투과 방향으로 투영하는 상태를 나타내는 개념도,
도 9는 X선 검출기 면에 투영한 라인을 나타내는 개념도,
도 1O은 투영 데이터 Dr(view, x, y)를 화상 재구성 영역 상에 투영한 상태를 나타내는 개념도,
도 11은 화상 재구성 영역 상의 각 화소의 역투영 화소 데이터 D2를 나타내는 개념도,
도 12는 역투영 화소 데이터 D2를 화소 대응으로 전체 뷰 가산하여 역투영 데이터 D3을 얻는 상태를 나타내는 설명도,
도 13은 원형의 화상 재구성 영역 상의 라인을 X선 투과 방향으로 투영하는 상태를 나타내는 개념도,
도 14는 X선 CT 장치의 촬영 조건 입력 화면을 도시하는 도면,
도 15는 볼륨 렌더링 3차원 화상 표시 방법·MPR 화상 표시 방법·3차원 MIP 화상 표시 방법의 예를 나타내는 도면,
도 16은 생체 신호에 동기된 1 세그먼트의 헬리컬 스캔 하프 스캔(180도+팬 각) 화상 재구성을 나타내는 설명도,
도 17은 3 세그먼트로 분할된 헬리컬 하프 스캔(180도+팬 각) 화상 재구성을 나타내는 설명도,
도 18은 4 세그먼트로 분할된 헬리컬 풀 스캔(360도) 화상 재구성을 나타내는 설명도,
도 19는 각 세그먼트의 투영 데이터의 가중 가산을 도시하는 도면,
도 20은 심장의 3차원 표시에 있어서의 밴드 아티팩트를 도시하는 도면,
도 21은 종래의 심장 촬영의 흐름도,
도 22(a)는 피검체의 심전 신호의 파형을 도시하는 도면,
도 22(b)는 심장 위상에 의한 동기 신호를 도시하는 도면,
도 22(c)는 심장 트리거 위상에 의한 동기 신호를 도시하는 도면,
도 23은 실시예 1의 흐름도,
도 24는 확장 중기에 있는 심장의 코로널(coronal) 화상을 도시하는 도면,
도 25는 실제 스캔의 헬리컬 스캔과 심박 주기 신호의 관계를 도시하는 도면,
도 26은 심박 주기가 길게 된 경우의 실제 스캔의 헬리컬 스캔과 심박 주기 신호의 관계를 도시하는 도면,
도 27은 심박 주기가 짧게 된 경우의 실제 스캔의 헬리컬 스캔과 심박 주기 신호의 관계를 도시하는 도면,
도 28은 조영제 동기 촬영의 처리 흐름을 도시하는 도면,
도 29는 모니터 스캔의 간헐 스캔을 도시하는 도면,
도 30(a)는 베이스 라인 단층 화상을 도시하는 도면,
도 30(b)는 조영제 동기 촬영의 모니터 스캔의 표시 예를 나타내는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 조작 콘솔 2 : 입력 장치
3 : 중앙 처리 장치 5 : 데이터 수집 버퍼
6 : 모니터 7 : 기억 장치
10 : 촬영 테이블 12 : 크래들
15 : 회전부 20 : 주사 갠트리
21 : X선관 22 : X선 콘트롤러
23 : 콜리메이터
24 : 다열 X선 검출기 또는 2차원 X선 영역 검출기
25 : 데이터 수집 장치(DAS) 26 : 회전부 콘트롤러
27 : 주사 갠트리 경사 콘트롤러 28 : 빔 형성 X선 필터
29 : 제어 콘트롤러 30 : 슬립 링
31 : 심전계 dp : X선 검출기 면
P : 화상 재구성 영역 pp : 투영면
IC : 회전 중심(ISO) CB : X선 빔
BC : 빔 중심축
D : 회전 중심축 상에서의 다열 X선 검출기
본 발명은, 의료용 X선 CT(Computed Tomography) 장치에 있어서의, 심박 동기된 헬리컬 스캔 또는 가변 피치 헬리컬 스캔 또는 헬리컬 셔틀 스캔에 의한 저 피폭, 고 화질, 고속 촬영에 의한 심장 촬영 또는 생체 동기 촬영을 실현하는 X선 CT 장치 또는 X선 CT 화상 촬영 방법의 기술에 관한 것이다.
종래에는 다열 X선 검출기 X선 CT 장치 또는 플랫 패널로 대표되는 매트릭스 구조의 2차원 X선 영역 검출기에 의한 X선 CT 장치에 있어서는, 도 16과 같이, 헬리컬 피치 0.2 정도의 느린 헬리컬 피치로 심박 주기된 헬리컬 스캔에 의해 심장의 촬영을 행하고 있었다. 이러한 심장을 헬리컬 스캔으로 촬영하는 기술로서는 특허 문헌 1이 알려져 있다.
이 촬영 방법에 있어서는, 그 저 헬리컬 피치로 인해, X선 피폭의 관점에서는 문제가 있었다. 도 16에서는 1 세그먼트를 팬 각 +180 도로 한 데이터 수집이지만, 다양한 심박에 대응하기 위해서, 도 17, 도 18과 같이 멀티세그먼트 화상 재구성 시와 같이 각 세그먼트 간의 X선 투영 데이터의 어긋남으로부터 아티팩트가 발생하거나, 도 20과 같이 3차원 표시에 있어서 xy 평면에 평행한 z 방향에 수직인 방향으로 밴딩 아티팩트가 발생하거나 하는 등 화질의 관점으로부터도 문제가 있었다.
(특허 문헌 1)
일본 특허 공개 제 2003-164446 호
그러나, 다열 X선 검출기 X선 CT 장치 또는 플랫 패널로 대표되는 2차원 X선 영역 검출기에 의한 X선 CT 장치에 있어서, X선 낭비 피폭의 문제가보다 크게 대두되는 경향이 있다. 예컨대, 빔폭 40mm의 X선을 사용하고, 헬리컬 피치 0.2로 촬영을 하면, 촬영 영역은 스캔 1 회전 당 8mm 진행하는 것으로 되므로, 전체 길이 12cm 정도의 심장을 촬영하는 데에는, 갠트리 15 회전분의 촬영을 필요로 한다. 이것은, 갠트리 1 회전으로 40mm 분이 촬영할 수 있는 컨벤셔널 스캔(액셜 스캔)과 비교하더라도 5배 이상의 피폭량으로 될 뿐이든가, 실제의 진단에 사용되지 않는 X선 투영 데이터도 많이 존재한다고 하는 낭비 피폭의 문제점이 있다. 한편, 통상의 컨벤셔널 스캔(액셜 스캔)에서는, 아직 z 방향의 X선 검출기 폭이 충분하지 않 기 때문에 심장 전체를 1 회전의 데이터 수집으로는 커버할 수 없다.
그래서, 본 발명의 목적은, 다열 X선 검출기, 또는 플랫 패널 X선 검출기로 대표되는 매트릭스 구조의 2차원 X선 영역 검출기를 갖는 X선 CT 장치의 헬리컬 스캔 또는 가변 피치 헬리컬 스캔 또는 헬리컬 셔틀 스캔에 의한 심장의 촬영을 저 피폭이고 고속으로, 또한 양호한 화질로 촬영하는 것을 실현하는 X선 CT 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 2차원 검출면을 갖는 X선 검출기를 갖는 X선 CT 장치에 있어서, 헬리컬 피치가 1 이상의 고속인 헬리컬 스캔에 의해 외부 동기 신호에 동기하여 피검체(바람직하게는 심장) 촬영을 행함으로써, 촬영 범위의 z 방향의 중심 위치가 심전계의 심전 신호의 소정의 심장 위상 또는 심장 트리거 위상으로 되도록 X선 데이터 수집을 행하여, 이 X선 투영 데이터에 근거하여 심장의 단층 화상을 화상 재구성한다. 따라서, 저 피폭으로 효율좋은 X선 데이터 수집을 행할 수 있다.
제 1 관점에서는, 본 발명은, X선 발생 장치와, 마주 보며 X선을 검출하는 2차원 검출면을 갖는 X선 검출기를, 그 사이에 있는 회전 중심 주위를 회전시키면서, 그 사이에 있는 피검체를 투과한 X선 투영 데이터를 수집하는 X선 데이터 수집 수단과, 수집된 투영 데이터를 화상 재구성하는 화상 재구성 수단과, 화상 재구성 된 단층상을 표시하는 화상 표시 수단과, 단층상 촬영의 각종 촬영 조건을 설정하는 촬영 조건 수단을 포함하는 X선 CT 장치를 제공하는데, X선 데이터 수집 수단은, 피검체의 소정 범위를 헬리컬 피치 1이상의 헬리컬 스캔에 의해 외부 동기 신호에 동기하여 X선 투영 데이터를 수집한다.
상기 제 1 관점에서의 X선 CT 장치에서는, 헬리컬 피치 1 이상의 고속인 헬리컬 스캔(또는 헬리컬 셔틀 스캔 또는 가변 피치 헬리컬 스캔)으로 외부 동기 신호에 동기하여 X선 데이터 수집을 행하기 때문에, 적정한 위상이고 고속으로 헬리컬 스캔을 행할 수 있다. 이 때문에, X선 피폭도 저 피폭으로 촬영을 행할 수 있다.
제 2 관점에 따른 X선 CT 장치에서는, 화상 재구성 수단은 피검체의 소정 범위를 헬리컬 피치 1이상의 헬리컬 스캔에 의해 외부 동기 신호에 동기하여 얻어진 X선 투영 데이터를 외부 동기 신호에 동기하여 화상 재구성한다.
상기 제 2 관점에서의 X선 CT 장치에서는, 피검체의 소정 범위를 헬리컬 피치 1 이상의 헬리컬 스캔에 의해 외부 동기 신호에 동기하여 취득된 X선 투영 데이터를 상기 외부 동기 신호에 동기하여 화상 재구성한다.
따라서, 고속 헬리컬 스캔으로 취득된 투영 데이터로부터 적정 위상의 투영 데이터를 효율적으로 취득하여, 높은 화질의 단층 화상을 재구성할 수 있다.
제 3 관점에서는, 본 발명은, X선 발생 장치와, 마주 보며 X선을 검출하는 2차원 검출면을 갖는 X선 검출기를, 그 사이에 있는 회전 중심 주위를 회전시키면서, 그 사이에 있는 피검체를 투과한 X선 투영 데이터를 수집하는 X선 데이터 수집 수단과, 수집된 투영 데이터를 화상 재구성하는 화상 재구성 수단과, 화상 재구성된 단층상을 표시하는 화상 표시 수단과, 단층상 촬영의 각종 촬영 조건을 설정하는 촬영 조건 수단을 포함하는 X선 CT 장치를 제공하는데, X선 데이터 수집 수단은, 피검체의 소정 범위를 헬리컬 스캔에 의해 촬영할 때 X선 발생 장치와 X선 검출기로 이루어지는 X선 데이터 수집계와 피검체와의 사이의 상대 이동 방향인 z방향에 있어서 소정 촬영 위치가 외부 동시 신호의 소정 위치에 동기하는 타이밍에서 X선 데이터 수집을 행한다.
상기 제 3 관점에서의 X선 CT 장치에서는, 피검체의 소정 범위를 헬리컬 스캔에 의해 촬영할 때에, X선 발생 장치와 X선 검출기로 이루어지는 X선 데이터 수집계와 피검체와의 사이의 상대 이동 방향인 z 방향에 있어서의 소정의 촬영 위치가 외부 동기 신호의 소정 위상에 동기하는 타이밍으로 X선 데이터 수집을 행한다. 따라서, X선 데이터 수집계와 피검체의 상대 이동 방향인 z 방향으로 있어서의, 임의의 소정의 z 방향 촬영 위치, 예컨대 촬영 범위의 z 방향 중심 위치가 외부 동기 신호의 임의의 소정의 위상에 맞추어짐으로써, 촬영 범위가 넓은 범위에 있어서 적정한 위상으로 촬영이 가능하다. 이 때문에, 촬영 범위가 넓은 범위에 있어서 단층 화상의 화질이 개선된다.
제 4 관점에서, 본 발명은, X선 발생 장치와, 마주 보며 X선을 검출하는 2차원 검출면을 갖는 X선 검출기를, 그 사이에 있는 회전 중심 주위를 회전시키면서, 그 사이에 있는 피검체를 투과한 X선 투영 데이터를 수집하는 X선 데이터 수집 수단과, 수집된 투영 데이터를 화상 재구성하는 화상 재구성 수단과, 화상 재구성된 단층상을 표시하는 화상 표시 수단과, 단층상 촬영의 각종 촬영 조건을 설정하는 촬영 조건 수단을 포함하는 X선 CT 장치를 제공하는데, X선 데이터 수집 수단은, 피검체의 소정 범위를 헬리컬 스캔으로 활영할 때 X선 발생 장치와 X선 검출기로 이루어지는 X선 데이터 수집계와 피검체 사이의 상대 이동 방향인 z방향에 있어서 소정 촬영 위치가 외부 동기 신호의 소정 위상에 동기하도록 정해진 제 1 촬영 조건에 기초하여 제 1 X선 데이터 수집을 행하는 제 1 X선 데이터 수집 수단과, 제 1 X선 데이터 수집 수단에 의해 얻어진X선 투영 데이터를 화상 재구성한 단층상에 기초하여, 소정 범위를 헬리컬 스캔으로 촬영할 때 소정 촬영 위치가 외부 동시 신호의 소정 위상에, 보다 정확하게 동기하도록 정해진 제 2 촬영 조건에 기초하여 제 2 X선 데이터 수집을 행하는 제 2 X선 데이터 수집 수단을 포함하되, 화상 재구성 수단은 제 1 및 제 2 X선 데이터 수집 수단에 의해 수집된 X선 투영 데이터를 화상 재구성한다.
상기 제 4 관점에서의 X선 CT 장치에서는, 피검체의 소정 범위를 헬리컬 스캔으로 촬영할 때에, X선 발생 장치와 X선 검출기로 이루어지는 X선 데이터 수집계와 피검체와의 사이의 상대 이동 방향인 z 방향으로서의 소정 촬영 위치가 외부 동기 신호의 소정 위상에 동기하도록 정해진 제 1 촬영 조건에 근거하여 제 1 X선 데이터 수집을 행하는 제 1 X선 데이터 수집 수단과, 상기 제 1 X선 데이터 수집 수단에 의해 얻어진 X선 투영 데이터를 화상 재구성한 단층 화상에 근거하여, 상기 소정 범위를 헬리컬 스캔으로 촬영할 때에, 상기 소정 촬영 위치가 외부 동기 신호의 상기 소정 위상에, 보다 정확하게 동기하도록 정해진 제 2 촬영 조건에 근거하 여, 제 2 X선 데이터 수집을 행하는 제 2 X선 데이터 수집 수단을 포함하며, 화상 재구성 수단은, 상기 제 l 및 제 2 X선 데이터 수집 수단에 의해 수집된 X선 투영 데이터를 화상 재구성한다.
상기 제 4 관점에 있어서의 X선 CT 장치에서는, 미리 헬리컬 스캔((또는 헬리컬 셔틀 스캔 또는 가변 피치 헬리컬 스캔)으로 촬영해 두고, 미리 외부 동기 신호의 위상이 적정한지 여부를 확인한 후에, 실제 스캔의 헬리컬 스캔을 행하기 때문에, 적정한 위상으로 촬영할 수 있어, 단층 화상의 화질이 개선된다.
제 5 관점에서, 제 1 X선 데이터 수집 수단은 제 2 X선 데이터 수집 수단보다도 적은 X선 조사선량으로 피검체의 X선 데이터 수집을 행한다.
상기 제 5 관점에서의 X선 CT 장치에서는, 미리 저 피폭에서의 X선 선량 이외의 촬영 조건은 실제 스캔과 동일한 촬영 조건의 헬리컬 스캔(또는 헬리컬 셔틀 스캔 또는 가변 피치 헬리컬 스캔)으로 촬영해 두고, 미리 외부 동기 신호의 위상이 적정한지 확인한 후에, 실제 스캔의 헬리컬 스캔(또는 헬리컬 셔틀 스캔 또는 가변 피치 헬리컬 스캔)을 행하기 때문에, 적정한 위상으로 촬영할 수 있어, 단층 화상의 화질이 개선된다.
제 6 관점에서, X선 데이터 수집 수단은 외부 동기 신호의 1주기에 대한 비율로 정해진 소정 위상에 동시시켜 X선 데이터 수집을 행한다.
상기 제 6 관점에서의 X선 CT 장치에서는, 외부 동기 신호의 트리거 신호로부터 외부 동기 신호의 l 주기에 대한 일정한 비율의 지연 시간분만큼 늦은 타이밍으로 일정하게 동기 트리거를 적용하는 것에 의해, 1 주기의 시간폭이 변동하더라 도 1 주기 내가 균등하게 변동해 주면 항상 적정한 동기를 적용할 수 있어, 단층 화상의 화질을 개선할 수 있다.
제 7 관점에서, X선 데이터 수집 수단은 외부 동기 신호로부터의 절대 시간으로 정해진 소정 시상에 동기시켜 X선 데이터 수집을 행한다.
상기 제 7 관점에서의 X선 CT 장치에서는, 외부 동기 신호의 트리거 신호로부터, 임의의 일정 시간의 지연 시간분만큼 늦은 타이밍으로 일정하여 동기 트리거를 적용하는 것에 의해, 항상 적정한 동기를 적용할 수 있어, 단층 화상의 개선을 행할 수 있다.
제 8 관점에서, 외부 동기 신호는 생체 신호이다.
상기 제 8 관점에서의 X선 CT 장치에서는, 외부 동기 신호가 생체 신호이더라도 마찬가지로 항상 적정한 동기를 적용할 수 있어, 단층 화상의 개선을 행할 수 있다.
제 9 관점에서, 외부 동기 신호는 심박 신호이다.
상기 제 9 관점에서의 X선 CT 장치에서는, 외부 동기 신호 또는 생체 신호가 심전 신호이더라도 마찬가지로 항상 적정한 동기를 적용할 수 있어, 단층 화상의 개선을 행할 수 있다. 임의의 소정의 위상은 심전 신호로부터의 임의의 소정의 절대 시간 지연되어 정해지는 심장 트리거 위상, 또는 임의의 소정의 위상은 심박 주기의 임의의 소정의 비율분만큼 심전 신호로부터 지연되어 정해지는 심장 위상 중 어느 하나에 동기하여 X선 데이터 수집을 행할 수 있다.
제 10 관점에서, 피검체의 소정 범위는 피검체의 하나 이상의 장기이다.
상기 제 10 관점에서의 X선 CT 장치에서는, 임의의 소정의 범위가 피검체의 하나 또는 복수의 장기이더라도, 대략 10cm로부터 30cm 정도의 범위로 되지만, 마찬가지로 항상 적정한 동기를 적용할 수 있어, 단층 화상의 개선이 가능하다.
제 11 관점에서, 피검체의 장기는 심장이다.
상기 제 11 관점에서의 X선 CT 장치에서는, 임의의 소정의 범위 또는 임의의 장기가 심장이더라도, 촬영 범위가 l2cm로부터 20cm 이하의 범위이며, 마찬가지로 항상 적정한 동기를 적용할 수 있어, 단층 화상의 개선을 행할 수 있다.
제 12 관점에서, 촬영 조건 설정 수단은, 심박 주기에 따라 빠른 피치의 헬리컬 스캔과, 느린 피치의 헬리컬 스캔을 선택한다.
상기 제 12 관점에서의 X선 CT 장치에서는, 심박 주기가 보다 느린 경우에는, 이 빠른 헬리컬 피치에 의한 촬영은 유효하며, 항상 적정한 동기를 적용할 수 있어, 단층 화상의 개선을 행할 수 있다. 그러나, 심박 주기가 빠른 경우에는 신뢰성을 위해 종래의 심전 동기된 저 피치 헬리컬로 심장의 촬영을 행하는 쪽이, 보다 확실하게 촬영을 행할 수 있다.
제 13 관점에서, 촬영 조건 설정 수단은, 심박 동기에 따라 360도에 해당하는 X선 데이터 수집을 행할지, 180도+팬각에 해당하는 X선 데이터 수집을 행할지를 판단하여 촬영 조건을 정한다.
상기 제 13 관점에서의 X선 CT 장치에서는, 심박 주기가 보다 느린 경우에는, 이 빠른 헬리컬 피치의 헬리컬 스캔으로 360도 X선 투영 데이터를 수집하여, 화상 재구성하는 것이 좋다. 또한, 심박 주기가 보다 빠른 경우에는, 팬 각 180도 의 X선 투영 데이터를 수집하여, 화상 재구성을 행하는 종래의 심전 동기된 저 피치 헬리컬로 촬영을 행하는 쪽이, 보다 확실하게 촬영을 행할 수 있어, 항상 적정한 동기를 적용할 수 있어, 단층 화상의 개선이 가능하다.
제 14 관점에서, 화상 재구성 수단은 3차원 화상 재구성을 행한다.
상기 제 14 관점에서의 X선 CT 장치에서는, 특히 X선 검출기의 z 방향의 폭이 넓은 경우에, X선 콘 각 아티팩트를 억제하기 위해서 3차원 화상 재구성을 이용하는 것이 유효하다. 이 3차원 화상 재구성에 의해 X선 검출기의 z 방향의 폭이 넓은 경우에 있어서의 헬리컬 피치가 큰 고속인 헬리컬 스캔으로 3차원 화상 재구성된 단층 화상의 화질을 개선할 수 있다.
제 15 관점에서, X선 데이터 수집 수단은 외부 동기 신호 또는 생체 신호의 이상 주기 또는 심박 신호의 부정맥을 검출하는 경우에 X선 데이터 수집을 정지 또는 다시 X선 데이터 수집을 행한다.
상기 제 15 관점에서의 X선 CT 장치에서는, 외부 동기 신호의 이상 주기 또는 생체 신호의 이상 주기 또는 심전 신호의 부정맥을 검출한 경우의 X선 투영 데이터를 이용하여 화상 재구성을 행하면 단층 화상에는 아티팩트가 발생해 버려, 혹시 진단에 적합하지 않는 경우에는 낭비 피폭이 상당하게 된다. 이것을 방지하기 위해서, 외부 동기 신호의 이상 주기 또는 생체 신호의 이상 주기 또는 심전 신호의 부정맥을 검출한 경우에 X선 데이터 수집을 정지함으로써 낭비 피폭 방지, 피폭 저감이 가능하다. 또는 중단할 수 없던 경우에는 재차, X선 투영 데이터 수집을 행한다.
제 16 관점에서, X선 데이터 수집 수단은 X선 데이터 수집의 개시 지령이 내려지고 나서, X선 발생 장치와 X선 검출기로 이루어지는 X선 데이터 수집계와 피검체 사이의 상대 동작을 가속하여 헬리컬 스캔을 행한다.
상기 제 16 관점에서의 X선 CT 장치에서는, 심전 동기 촬영에 있어서 제어가 어려운 점은, 다음 심전 신호가 언제 올지 알 수 없는 점이다. 즉, 실제 스캔 개시 시에 곧 X선 데이터 수집계와 피검체의 상대 동작을 개시할 수 있어, 상대 동작 가속 중에도 X선 투영 데이터를 수집할 수 있는 가변 피치 헬리컬 스캔이나 헬리컬 셔틀 스캔이면, 다음 심전 신호를 대기하고 나서 X선 데이터 수집계와 피검체의 상대 동작을 개시하더라도 X선 데이터 수집을 충분히 대용할 수 있다.
제 17 관점에서, X선 데이터 수집 수단은 X선 데이터 수집의 개시 지령이 나오기 전에 X선 발생 장치와 X선 검출기로 이루어지는 X선 데이터 수집계와 피검체 사이의 상대 동작을 가속하여 조주(助走)를 시작해, 헬리컬 스캔을 행한다.
상기 제 17 관점에서의 X선 CT 장치에서는, 심전 동기 촬영에 있어서 제어가 어려운 점은, 다음 심전 신호가 언제 올지 알 수 없는 점이다. 즉, 헬리컬 스캔에 있어서는 실제 스캔 개시 시에 곧 X선 데이터 수집계와 피검체의 상대 동작을 일정 속도로 가속하여 X선 데이터 수집을 행할 수 없다. 이 때문에, 헬리컬 스캔을 행하는 경우에는 X선 데이터 수집 개시 지령이 나가기 전에 미리 바로 근처의 평균 심박 주기, 예컨대 바로 근처의 4 심박 분의 평균 심박 주기를 구해 두고, 일정 속도까지 이러한 가속 시간 및 그 때에 이동하는 조주(런 업 : run-up) 거리 또는 조주 시간을 고려하여, 심전 신호가 예측되는 타이밍 또는 그것에 여유를 갖게 한 타 이밍에서 소정의 z 방향 좌표 위치 또는 시간, 혹은 그것에 여유를 갖게 한 z 방향 좌표 위치 또는 시간으로부터의 X선 투영 데이터 수집을 개시할 수 있다.
제 18 관점에서, X선 검출기는 복수의 검출열을 갖는 다열 X선 검출기 또는 플랫 패널 X선 검출기로 대표되는 매트릭스 구조의 2차원 X선 영역 검출기이다.
상기 제 18 관점에서의 X선 CT 장치에서는, 복수의 검출 열을 갖는 다열 X선 검출기 또는 플랫 패널 X선 검출기로 대표되는 매트릭스 구조의 2차원 X선 영역 검출기이다. 따라서, 고속의 투영 데이터 수집을 행할 수 있다.
제 19 관점에서, 헬리컬 스캔은, X선 발생 장치와 X선 검출기로 이루어지는 X선 데이터 수집계의 회전과 동시에, 해당 X선 데이터 수집계와 피검체와의 사이의 상대 위치를 피검체 축 방향으로 연속적으로 변화시키는 통상의 헬리컬 스캔, 또는 상기 X선 데이터 수집계와 피검체와의 사이의 상대 위치를 왕복 운동시켜 헬리컬 스캔을 행하는 셔틀 스캔, 또는 상기 X선 데이터 수집계와 피검체와의 사이의 상대 위치를 변화시킬 때의 헬리컬 피치를 가변으로 하는 가변 피치 헬리컬 스캔이다.
따라서, 여러 가지 상태의 피검체(장기)에 대하여, 여러 가지 의료 목적으로 행하는 촬영을 적정하게 행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 다열 X선 검출기, 또는 플랫 패널 X선 검출기로 대표되는 매트릭스 구조의 2차원 X선 영역 검출기를 갖는 X선 CT 장치의 헬리컬 스캔 또는 가변 피치 헬리컬 스캔 또는 헬리컬 셔틀 스캔에 의한 심장의 촬영을 저 피폭이고 고속으로, 또한 양호한 화질로 촬영하는 것을 실현할 수 있는 효과가 있다.
(발명의 실시예)
이하, 도면에 나타내는 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 또한, 이에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 CT 장치의 구성 블럭도이다. 이 X선 CT 장치(100)는, 조작 콘솔(1)과, 촬영 테이블(10)과, 주사 갠트리(20)를 구비하고 있다.
조작 콘솔(1)는, 조작자의 입력을 접수하는 입력 장치(2)와, 전처리, 화상 재구성 처리, 후처리 등을 행하는 중앙 처리 장치(3)와, 주사 갠트리(20)에 의해 수집한 X선 검출기 데이터를 수집하는 데이터 수집 버퍼(5)와, X선 검출기 데이터를 전처리하여 구해진 투영 데이터로부터 화상 재구성한 단층 화상을 표시하는 모니터(6)와, 프로그램이나 X선 검출기 데이터나 투영 데이터나 X선 단층 화상을 기억하는 기억 장치(7)를 구비하고 있다.
촬영 조건의 입력은 이 입력 장치(2)로부터 입력되어, 기억 장치(7)에 기억된다. 도 14에 촬영 조건 입력 화면의 예를 나타낸다. 촬영 조건 입력 화면(13A)에는, 소정의 입력을 행하기 위한 입력 버튼(13a)이 표시되어 있다. 도 14에 있어서는 스캔의 탭(tab)이 선택되어 있는 화면이다. 탭 P-Reoon을 선택하면 도 14의 밑에 도시되어 있는 바와 같이 입력용의 표시가 전환된다. 입력 버튼(13a)의 윗쪽에는 단층 화상(13b)이 표시되고, 아래쪽에는 재구성 영역(13c)이 표시되어 있다. 또한, 필요하면 우측 상단에 표시되어 있는 바와 같이, 호흡 신호나 심전 신호 등의 생체 신호를 표시하더라도 좋다.
촬영 테이블(10)은, 피검체를 탑재하여 주사 갠트리(20)의 개구부에 출납하는 크래들(12)을 구비하고 있다. 크래들(12)은 촬영 테이블(l0)에 내장하는 모터로 승강 및 테이블 직선 이동된다.
주사 갠트리(20)는, X선관(21)과, X선 콘트롤러(22)와, 콜리메이터(23)와, 빔 형성 X선 필터(28)와, 다열 X선 검출기(24)와 데이터 수집 장치(DAS : Data Acquisition System)(25)와, 피검체의 체축의 주위에 회전하고 있는 X선관(21) 등을 제어하는 회전부 콘트롤러(26)와, 제어 신호 등을 상기 조작 콘솔(1)이나 촬영 테이블(10)과 교환하는 제어 콘트롤러(29)를 구비하고 있다. 빔 형성 X선 필터(28)는 촬영 중심인 회전 중심으로 향하는 X선의 방향으로는 필터의 두께가 가장 얇고, 주변부로 감에 따라서 필터의 두께가 증대하여, X선을 보다 흡수할 수 있도록 되어 있는 X선 필터이다. 이 때문에, 원형 또는 타원 형태에 가까운 단면 형상의 피검체의 체표면의 피폭을 적게 할 수 있도록 되어 있다. 또한, 주사 갠트리 경사 콘트롤러(27)에 의해, 주사 갠트리(20)는 z 방향의 전방 및 후방에 약 ±30도 정도 경사질 수 있다.
X선관(21)과 다열 X선 검출기(24)는, 회전 중심 IC의 주위를 회전한다. 연직 방향을 y 방향으로 하고, 수평 방향을 X 방향으로 하며, 이들에 수직인 테이블 및 크래들 진행 방향을 z 방향으로 할 때, X선관(21) 및 다열 X선 검출기(24)의 회전 평면은, xy 평면이다. 또한, 크래들(12)의 이동 방향은, z 방향이다.
심전계(31)는 피검체의 심전 신호를 입력한다. 심전 신호의 파형은 일반적으로는 도 22(a)와 같이 되어 있다. 심박 수가 75bpm(beat per minutes)이라고 하 면, 심박 주기는 0.8초로 되어, 이 주기 내에 도시한 바와 같은 심전 파형(P파, QRS파, T파, U파)이 나타난다. P파의 타이밍에서는 심방이 여기하여 수축함으로써, 대정맥 및 폐정맥으로부터의 혈류가 심실 측으로 유입된다. 계속되는 QRS파의 타이밍에서는 심방이 흥분으로부터 가라앉는 동시에, 심실이 흥분하여 수축함으로써, 심실의 혈류가 대동맥 및 폐동맥에 압출된다. 계속되는 T파의 타이밍에서는 심실이 흥분으로부터 가라앉고, 그리고, 계속되는 U파의 타이밍(심장 위상 75%)에서는, 심장의 움직임이 가장 느슨하게 되어 있다. 심전계(31)는 제어 콘트롤러(29)에 접속되어 있기 때문에, 제어 콘트롤러가 스캔 동작을 심박에 동기하여 스캔하는 것이 가능하게 되어 있다.
도 2는, X선관(21)과 다열 X선 검출기(24)의 기하학적 배치를 xy 평면으로부터 본 도면이며, 도 3은 X선관(21)과 다열 X선 검출기(24)의 기하학적 배치를 yz 평면으로부터 본 도면이다. X선관(21)은, 콘 빔 CB라고 불리는 X선 빔을 발생한다. 콘 빔 CB의 중심축 방향이 y 방향으로 평행한 때를, 뷰 각도 0도로 한다.
다열 X선 검출기(24)는, z 방향으로 J 열, 예컨대 256열의 X선 검출기 열을 갖는다. 또한, 각 X선 검출기 열은 채널 방향으로 I 채널, 예컨대 1024 채널의 X선 검출기 채널을 갖는다.
도 2에서는, X선관(21)의 X선 초점을 나간 X선 빔이 빔 형성 X선 필터(28)에 의해, 재구성 영역 P의 중심에서는 보다 많은 X선이, 재구성 영역 P의 주변부에서는 보다 적은 X선이 조사된다. 이와 같이 X선 선량을 공간적으로 제어한 후에, 재구성 영역 P의 내부에 존재하는 피검체에 X선이 흡수되어, 투과한 X선이 다열 X선 검출기(24)에 의해 X선 검출기 데이터로서 수집된다.
도 3에서는, X선관(21)의 X선 초점을 나간 X선 빔은 X선 콜리메이터(23)에 의해 단층 화상의 슬라이스 두께 방향으로 제어되어, 즉, 회전 중심축 IC에서 X선 빔폭이 D가 되도록 제어되어, 회전 중심축 IC 부근에 존재하는 피검체에 X선이 흡수되며, 투과한 X선은 다열 X선 검출기(24)에 의해 X선 검출기 데이터로서 수집된다.
X선이 피검체에 조사되어, 수집된 투영 데이터는, 다열 X선 검출기(24)로부터 데이터 수집 장치(DAS)(25)에서 A/D 변환되어, 슬립 링(30)을 경유하여 데이터 수집 버퍼(5)에 입력된다. 데이터 수집 버퍼(5)에 입력된 데이터는, 기억 장치(7)의 프로그램에 의해 중앙 처리 장치(3)에서 처리되어, 단층 화상으로 화상 재구성되어 모니터(6)에 표시된다. 또한, 본 실시예에서는 다열 X선 검출기(24)를 적용한 경우이지만, 플랫 패널 X선 검출기로 대표되는 매트릭스 구조의 2차원 X선 영역 검출기를 적용할 수도 있고, 1 열의 X선 검출기를 적용할 수 있다.
(X선 CT 장치의 동작 플로우차트)
도 4는 본 실시예의 X선 CT 장치의 동작의 개요를 나타내는 플로우차트이다.
단계 P1에서는, 피검체를 크래들(12)에 탑재하여, 위치 정렬을 행한다. 크래들(12)의 위에 탑재된 피검체는 각 부위의 기준점에 주사 갠트리(20)의 슬라이스 기입 중심 위치를 맞춘다.
단계 P2에서는, 스카우트 화상(스캐노(scano) 화상, X선 투시 화상이라고도 한다.) 수집을 행한다. 스카우트 화상은 통상 0도, 90도로 촬영할 수 있다. 부위에 따라서는, 예컨대 머리 부분과 같이, 90도 스카우트 화상뿐인 경우도 있다. 스카우트 화상 촬영에서는, X선관(2l)과 다열 X선 검출기(24)를 고정시켜, 크래들(12)을 직선 이동시키면서 X선 검출기 데이터의 데이터 수집 동작을 행한다. 스카우트 화상의 촬영의 상세에 대해서는 도 5에서 후술한다.
단계 P3에서는, 스카우트 화상 상에 촬영하는 단층 화상의 위치, 크기를 표시하면서 촬영 조건 설정을 행한다. 본 실시예에서는, 컨벤셔널 스캔(액셜 스캔), 헬리컬 스캔, 가변 피치 헬리컬 스캔, 헬리컬 셔틀 스캔 등의 복수의 스캔 패턴을 갖고 있다. 컨벤셔널 스캔이란, 크래들(12)을 z 축 방향으로 소정의 간격으로 이동할 때마다 X선관(21) 및 다열 X선 검출기(24)를 회전시켜 투영 데이터를 취득하는 스캔 방법이다. 헬리컬 스캔이란, X선관(2l)과 다열 X선 검출기(24)로 이루어지는 데이터 수집계가 회전하면서 크래들(12)을 일정 속도로 이동시켜, 투영 데이터를 수집하는 촬영 방법이다. 가변 피치 헬리컬 스캔이란, 헬리컬 스캔과 마찬가지로 X선관(21) 및 다열 X선 검출기(24)로 이루어지는 데이터 수집계를 회전시키면서 크래들(12)의 속도를 가변시켜 투영 데이터를 수집하는 촬영 방법이다. 헬리컬 셔틀 스캔이란, 헬리컬 스캔과 마찬가지로 X선관(21) 및 다열 X선 검출기(24)로 이루어지는 데이터 수집계를 회전시키면서 크래들(12)을 가속·감속시켜, z 축의 정(正) 방향 또는 z 축의 부(負) 방향으로 왕복 이동시켜 투영 데이터를 수집하는 스캔 방법이다. 이들의 복수의 촬영을 설정하면, 1회분의 전체로서의 X선 선량 정보 의 표시를 행한다. 또한, 시네 스캔에 있어서는, 회전수 또는 시간을 입력하면 그 관심 영역에서의 입력된 회전수분, 또는 입력된 시간분의 X선 선량 정보가 표시된다.
단계 P4에서는, 단층 화상 촬영을 행한다. 단층 화상 촬영 및 그 화상 재구성의 상세에 대해서는 도 5에서 후술한다.
단계 P5에서는, 화상 재구성된 단층 화상을 표시한다.
단계 P6에서는, z 방향으로 연속적으로 촬영된 단층 화상을 3차원 화상으로서 이용하여, 도 15와 같이 3차원 화상 표시를 행한다.
도 15는 3차원 화상 표시 방법에는 볼륨 렌더링 3차원 화상 표시 방법(40), 3차원 MIP(Maximum Intensity ProjeCTion) 화상 표시 방법(41), MPR(Multi Plain Reformat) 화상 표시 방법(42), 3차원 재투영 화상 표시 방법을 나타낸다. 각종의 화상 표시 방법은 진단 용도에 의해 적절히 나누어 사용될 수 있다.
(단층 화상 촬영 및 스카우트 화상 촬영의 동작 플로우차트)
도 5는, 본 발명의 X선 CT 장치(100)의 단층 화상 촬영 및 스카우트 화상 촬영의 동작의 개략을 나타내는 플로우차트이다.
단계 S1에 있어서, 헬리컬 스캔은, X선관(21)과 다열 X선 검출기(24)를 피검체의 주위에 회전시키고, 또한 촬영 테이블(10) 상의 크래들(12)을 직선 이동시키면서 X선 검출기 데이터의 데이터 수집 동작을 행한다. 뷰 각도 view와, 검출기 열 번호 j와, 채널 번호 i로 나타내어지는 X선 검출기 데이터 DO(view, j, i)(j=1 ∼ROW, i=1∼CH)에 z 방향 좌표 위치 Ztable(view)을 부가시켜, 일정 속도 범위의 데이터 수집을 행한다.
이 z 방향 좌표 위치는 X선 투영 데이터에 부가시키더라도 좋고, 또한 별개의 화일로서 X선 투영 데이터와 관련지어 이용하더라도 좋다. 헬리컬 셔틀 스캔, 가변 피치 헬리컬 스캔 시에 X선 투영 데이터를 3차원 화상 재구성하는 경우에, 이 z 방향 좌표 위치의 정보가 이용된다. 또한, 헬리컬 스캔 도는 컨벤셔널 스캔(액셜 스캔) 또는 시네 스캔 시에 이용하는 것에 의해, 화상 재구성된 단층 화상의 정밀도 개선, 화질 개선을 실현하는 것도 가능하다.
이 z 방향 좌표 위치는 촬영 테이블(10)의 크래들(l2)의 위치 제어 데이터를 이용하여도 좋고, 촬영 조건 설정 시에 설정된 촬영 동작으로부터 예측되는 각 시간에 있어서의 z 방향 좌표 위치를 이용하는 것도 가능하다.
또한, 가변 피치 헬리컬 스캔 또는 헬리컬 셔틀 스캔에 있어서는, 일정 속도의 범위의 데이터 수집에 부가하여, 가속 시, 감속 시에 있어서도 데이터 수집을 행하는 것으로 한다.
또한, 컨벤셔널 스캔(액셜 스캔) 또는 시네 스캔에서는 촬영 테이블(10) 상의 크래들(12)을 임의의 z 방향 위치에 고정시킨 채로, 데이터 수집계를 1 회전 또는 복수 회전시켜 X선 검출기 데이터의 데이터 수집을 행한다. 필요에 따라서, 다음 z 방향 위치에 이동한 후에, 재차 데이터 수집계를 1 회전 또는 복수 회전시켜 X선 검출기 데이터의 데이터 수집을 행한다.
또한, 스카우트 화상 촬영에서는, X선관(21)과 다열 X선 검출기(24)를 고정 시켜, 촬영 테이블(10) 상의 크래들(12)을 직선 이동시키면서 X선 검출기 데이터의 데이터 수집 동작을 행하는 것으로 한다.
단계 S2에서는, X선 검출기 데이터 DO(view, j, i)에 대하여 전처리를 행하여, 투영 데이터로 변환한다. 도 6에 단계 S2의 전처리에 대하여 구체적인 처리를 나타낸다. 단계 S21에서는, 오프셋 보정을 행하고, 단계 S22에서는, 대수 변환을 행하며, 단계 S23에서는, X선 선량 보정을 행하고, 단계 S24에서는 감도 보정을 행한다.
스카우트 화상 촬영의 경우에는, 전처리된 X선 검출기 데이터를 채널 방향의 화소 사이즈 및 크래들(12)의 직선 이동 방향인 z 방향의 화소 사이즈를 모니터(6)의 표시 화소 사이즈에 맞추어 표시하면 스카우트 화상으로서 완성된다.
도 5로 되돌아가, 단계 S3에 있어서, 전처리된 투영 데이터 Dl(view, j, i)에 대하여, 빔 하드닝 보정을 행한다. 단계 S3의 빔 하드닝 보정은 전처리 S2의 단계 S24의 감도 보정이 행하여진 투영 데이터를 D1(view, j, i)로 하고, 단계 S3의 빔 하드닝 보정의 후의 데이터를 D11(view, j, i)이라고 하면, 단계 S3의 빔 하드닝 보정은 이하의 (수학식 1)과 같이, 예컨대, 다항식 형식으로 나타내어진다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 승산 연산은 “●"으로 표시하고 있다.
이 때, 검출기의 각 j 열마다 독립된 빔 하드닝 보정을 행할 수 있기 때문 에, 촬영 조건으로 각 데이터 수집계의 관 전압이 상이하면, 각 열마다의 검출기의 X선 에너지 특성의 차이를 보정할 수 있다.
단계 S4에서는, 빔 하드닝 보정된 투영 데이터 D11(view, j, i)에 대해, z 방향(열 방향)의 필터를 적용하는 z 필터 콘볼루션 처리를 행한다.
즉, 각 뷰 각도, 각 데이터 수집계에서의 전처리 후, 빔 하드닝 보정된 다열 X선 검출기 D11(view, j, i) G=l∼CH, j=1∼ROW)의 투영 데이터에 대하여, 열 방향으로, 예컨대, 하기의 (수학식 2), (수학식 3)에 나타내는 것과 같은 열 방향 필터 사이즈의 5 열의 필터를 적용한다.
단, 식(2)의 합은
로 한다. 이는 모든 wk(i)의 합으로 정의하며, k는 1에서 무한대이다.
보정된 검출기 데이터 D12(view, j, i)는 이하의 (수학식 4)와 같이 된다.
로 된다. 또한, 채널의 최대값은 CH, 열의 최대값은 ROW라고 하면, 이하의 (수학식 5), (수학식 6)과 같이 된다.
또한, 열 방향 필터 계수를 각 채널마다 변화시키면 화상 재구성 중심으로부터의 거리에 따라 슬라이스 두께를 제어할 수 있다. 일반적으로 단층 화상에서는 재구성 중심에 비해 주변부 쪽이 슬라이스 두께가 두껍게 된다. 이 때문에, 필터 계수를 중심부와 주변부에서 변화시켜 슬라이스 두께는 주변부에서도 화상 재구성 중심부에서도 거의 균일하게 하는 것도 가능하다. 예컨대, 열 방향 필터 계수를 중심부와 주변부에서 변화시키고, 열 방향 필터 계수를 중심부 채널 부근에서는 열 방향 필터 계수의 폭을 널리 변화시며, 주변부 채널 부근에서는 열 방향 필터 계수의 폭을 좁게 변화시키면, 슬라이스 두께는 주변부에서도 화상 재구성 중심부에서도 거의 균일하게 하는 것도 가능하다.
이와 같이, 다열 X선 검출기(24)의 중심부 채널과 주변부 채널의 열 방향 필터 계수를 제어해 주는 것에 의해, 슬라이스 두께도 중심부와 주변부에서 제어할 수 있다. 열 방향 필터로 슬라이스 두께를 약간 두껍게 하면, 아티팩트, 노이즈 모두 대폭으로 개선된다. 이에 따라 아티팩트의 개선 정도, 노이즈의 개선 정도도 제어할 수 있다. 즉, 3차원 화상 재구성된 단층 화상, 즉, xy 평면 내의 화질을 제어할 수 있다. 또한, 그 밖의 실시예로서 열 방향(z 방향) 필터 계수를 역콘볼루션(디콘볼루션) 필터로 하는 것에 의해, 얇은 슬라이스 두께의 단층 화상을 실현 하는 것도 가능하다.
단계 S5에서는, 재구성 함수 콘볼루션 처리를 행한다. 즉, 투영 데이터를 주파수 영역으로 변환하는 퓨리에 변환(Fourier Transform)을 행하여, 재구성 함수를적용하여, 역푸리에 변환한다. 재구성 함수 콘볼루션 처리 S5에서는, z 필터 콘볼루션 처리 후의 투영 데이터를 D12로 하고, 재구성 함수 콘볼루션 처리 후의 투영 데이터를 D13, 콘볼루션하는 재구성 함수를 Kernel(j)이라고 하면」재구성 함수 콘볼루션 처리는 이하의 (수학식 7)과 같이 나타내어진다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 콘볼루션 연산을 “*"로 표시하고 있다.
즉, 재구성 함수 kernel(j)는 검출기의 각 j 열마다 독립된 재구성 함수 콘볼루션 처리를 행할 수 있기 때문에, 각 열마다의 노이즈 특성, 분해능 특성의 차이를 보정할 수 있다.
단계 S6에서는, 재구성 함수 콘볼루션 처리한 투영 데이터 D13(view, j, i)에 대하여, 3차원 역투영 처리를 행하여, 역투영 데이터 D3(x, y, z)를 구한다. 화상 재구성되는 화상은 z축에 수직인 면, xy 평면에 3차원 화상 재구성된다. 이하의 재구성 영역 P는 xy 평면에 평행한 것으로 한다. 이 3차원 역투영 처리에 대해서는, 도 5를 참조하여 후술한다.
단계 S7에서는, 역투영 데이터 D3(x, y, z)에 대하여 화상 필터 콘볼루션, CT 값 변환 등의 후처리를 행하여, 단층 화상 D31(x, y, z)을 얻는다.
후처리의 화상 필터 콘볼루션 처리에서는, 3차원 역투영 후의 단층 화상을 D31(x, y, z)로 하고, 화상 필터 콘볼루션 후의 데이터를 D32(x, y, z), 단층 화상 평면인 xy 평면에 있어서 콘볼루션되는 2차원의 화상 필터를 Filter(z)이라고 하면, 이하의 (수학식 8)과 같이 된다.
즉, 각 z 좌표 위치의 단층 화상마다 독립된 화상 필터 콘볼루션 처리를 행할 수 있기 때문에, 각 열마다의 노이즈 특성, 분해능 특성의 차이를 보정할 수 있다.
또는, 이 2차원의 화상 필터 콘볼루션 처리의 후에, 하기에 나타내는 화상 공간 z 방향 필터 콘볼루션 처리를 행하더라도 좋다. 또한, 이 화상 공간 z 방향 필터 콘볼루션 처리는 2차원 화상 필터 콘볼루션 처리의 앞에 행하여도 좋다. 또한, 3차원의 화상 필터 콘볼루션 처리를 행하여, 이 2차원의 화상 필터 콘볼루션 처리와, 화상 공간 z 방향 필터 콘볼루션 처리의 양쪽을 겸하는 것과 같은 효과를 내더라도 좋다.
화상 공간 z 방향 필터 콘볼루션 처리에서는, 화상 공간 z 방향 필터 콘볼루션 처리된 단층 화상을 D33(x, y, z), 2차원의 화상 필터 콘볼루션 처리된 단층 화상을 D32(x, y, z)라고 하면, 이하의 (수학식 9)과 같이 된다. 단, v(i)는 z 방향의 폭이 21+1의 화상 공간 z 방향 필터 계수로 이하의 (수학식 10)과 같은 계수 열로 된다.
헬리컬 스캔에 있어서는, 화상 공간 필터 계수 v(i)는 z 방향 위치에 의존하지 않는 화상 공간 z 방향 필터 계수로도 좋다. 그러나, 특히 z 방향으로 검출기폭이 넓은 2차원 X선 영역 검출기(24) 또는 다열 X선 검출기(24) 등을 이용하여, 컨벤셔널 스캔(액셜 스캔) 또는 시네 스캔을 행하는 경우, 화상 공간 z 방향 필터 계수 v(i)는 z 방향의 X선 검출기의 열의 위치에 의존한 화상 공간 z 방향 필터 계수를 이용하는 것이 바람직하다. 그 이유로서는, 각 단층 화상의 열 위치에 의존한 상세한 조정을 행할 수 있기 때문에 더욱 효과적이기 때문이다.
얻어진 단층 화상은 모니터(6)에 표시된다.
(3차원 역투영 처리의 플로우차트)
도 7은, 도 5의 단계 S6의 상세를 나타낸 것으로, 3차원 역투영 처리의 플로우차트이다.
본 실시예에서는, 화상 재구성되는 화상은 z 축으로 수직인 면, xy 평면에 3차원 화상 재구성된다. 이하의 재구성 영역 P는 xy 평면에 평행한 것으로 한다.
단계 S61에서는, 단층 화상의 화상 재구성에 필요한 전체 뷰(즉, 360도분의 뷰 또는「180도분+팬 각도분」의 뷰 중 하나의 뷰에 착안하여, 재구성 영역 P의 각 화소에 대응하는 투영 데이터 Dr를 추출한다.
여기서, 도 8(a), 도 8(b) 내지 도 10을 사용하여, 투영 데이터 Dr에 대하여 설명한다. 도 8(a), 도 8(b)는 재구성 영역 상의 라인을 X선 투과 방향으로의 투영을 나타내는 개념도이며, 그 도 8(a)는 xy 평면, 도 8(b)는 yz 평면을 나타내고 있다. 도 9는 X선 검출기 면에 투영한 화상 재구성 평면의 각 라인을 나타내는 개념도이다.
도 8(a), 도 8(b)에 도시하는 바와 같이, xy 평면에 평행한 512×512 화소의 정방형의 영역을 재구성 영역 P로 하고, y=0의 x 축에 평행한 화소 열 L0, y=63의 화소 L63, y=l27의 화소 열 L127, y=191의 화소 열 Ll91, y=255의 화소 열 L255, y=3l9의 화소 열 L319, y=383의 화소 열 L383, y=447의 화소열 L447, y=511의 화소 열 L511을 열에 취한다. 그리고, 이들의 화소 열 LO∼L511을 X선 투과 방향으로 다열 X선 검출기(24)의 면에 투영한 도 9에 나타내는 바와 같이 라인 T0∼T511 상의 투영 데이터를 추출하면, 그들이 화소열 LO∼L511의 투영 데이터 Dr(view, x, y)로 된다. 단, x, y는 단층 화상의 각 화소(x, y)에 대응한다.
X선 투과 방향은, X선관(2l)의 X선 초점과 각 화소와 다열 X선 검출기(24)의 기하학적 위치에 의해서 결정되지만, X선 검출기 데이터 DO(view, j, i)의 z 좌표 z(view)가 테이블 직선 이동 z 방향 위치 Ztable(view)로서 X선 검출기 데이터에 첨부되어 알려져 있기 때문에, 가속·감속 중인 X선 검출기 데이터 DO(view, j, i)에서도 X선 초점, 다열 X선 검출기의 데이터 수집 기하학계 중에 있어서, X선 투과 방향을 정확하게 구할 수 있다.
또한, 예컨대 화소 열 L0을 X선 투과 방향으로 다열 X선 검출기(24)의 면에 투영한 라인 T0과 같이, 라인의 일부가 다열 X선 검출기(24)의 채널 방향의 밖으로 나간 경우에는, 대응하는 투영 데이터 Dr(view, x, y)를「O」로 한다. 또한, z 방향의 밖으로 나간 경우에는 투영 데이터 Dr(view, x, y)를 외삽하여 구한다.
이와 같이 하여, 도 1O에 도시하는 바와 같이, 재구성 영역 P의 각 화소에 대응하는 투영 데이터 Dr(view, x, y)를 추출할 수 있다.
도 7로 되돌아가서, 단계 S62에서는, 투영 데이터 Dr(view, x, y)에 콘 빔 재구성 가중 계수를 승산하여, 도 11에 나타내는 바와 같이 투영 데이터 D2(view, x, y)를 작성한다.
여기서, 콘 빔 재구성 가중 계수 w(i, j)는 이하와 같다. 팬 빔 화상 재구성의 경우에는, 일반적으로, view=βa에서 X선관(21)의 초점과 재구성 영역 P 상(xy 평면상)의 화소 g(x, y)를 연결하는 직선이 X선 빔의 중심축 Bc에 대해 이루는 각도를 γ로 하고, 그 대향 뷰를 view=βb라고 할 때, 이하의 (수학식 11)과 같이 된다.
재구성 영역 P 상의 화소 g(x, y)를 지나는 X선 빔과 그 대향 X선 빔이 재구성 평면 P와 이루는 각도를, αa, αb라고 하면, 이들에 의존한 콘 빔 재구성 가중 계수 ωa, ωb를 적용하여 가산해서, 역투영 화소 데이터 D2(0, x, y)를 구한다. 이 경우, (수학식 12)와 같이 된다.
단, D2(0, x, y)_a는 뷰 βa의 역투영 데이터, D2(0, x, y)_b는 뷰 βb의 역투영 데이터로 한다.
또한, 콘 빔 재구성 가중 계수의 대향 빔끼리의 합은, (수학식 13)과 같이 된다.
콘 빔 재구성 가중 계수 ωa, ωb를 적용하여 가산함으로써, 콘 각 아티팩트를 저감할 수 있다.
예컨대, 콘 빔 재구성 가중 계수 ωa, ωb는, 다음 수학식에 의해 구한 것을 이용할 수 있다. 또한, ga는 뷰 βa의 가중 계수, gb는 뷰 βb의 가중 계수이다.
팬 빔각의 1/2를 γmax라고 할 때, 이하의 (수학식 14 내지 수학식 19)와 같이 된다.
(예컨대, q=1로 한다)
예컨대, ga, gb의 일례로서, max[]를 값이 큰 쪽을 채용하는 함수라고 하면, 이하의 (수학식 20), (수학식 21)과 같이 된다.
또한, 팬 빔 화상 재구성의 경우에는, 거리 계수를 재구성 영역 P 상의 각 화소에 또한 승산한다. 거리 계수는 X선관(21)의 초점으로부터 투영 데이터 Dr에 대응하는 다열 X선 검출기(24)의 검출기 열 j, 채널 i까지의 거리를 r0으로 하고, X선관(21)의 초점으로부터 투영 데이터 Dr에 대응하는 재구성 영역 P 상의 화소까 지의 거리를 r1로 할 때, (r1/r0)2이다.
또한, 평행 빔 화상 재구성의 경우에는, 재구성 영역 P 상의 각 화소에 콘 빔 재구성 가중 계수 w(i, j)만을 승산하면 좋다.
단계 S63에서는, 미리 클리어해 놓은 역투영 데이터 D3(x, y)에, 투영 데이터 D2(view, x, y)를 화소 대응으로 가산한다. 도 12가 투영 데이터 D2((view, x, y)를 화소마다 가산하는 개념을 나타내고 있다.
단계 S64에서는, 단층 화상의 화상 재구성에 필요한 전체 뷰(즉, 360도분의 뷰 또는 「180도분+팬 각도분」의 뷰)에 대해, 단계 S61∼S63을 반복하고, 화상 재구성에 필요한 전체 뷰를 가산하면 도 12의 좌측 도면에 도시되는 역투영 데이터 D3(x, y)를 얻을 수 있다.
이상, 도 7의 3차원 역투영 처리의 플로우차트는, 도 8에 나타내는 화상 재구성 영역 P를 정방형 512×512 화소로서 설명한 것이다. 그러나 이것에 한정되는 것은 아니다. 도 13(a), 도 13(b)는 원형의 화상 재구성 영역 상의 라인을 X선 투과 방향으로 투영하는 상태를 나타내는 개념도이며, 도 13(a)는 xy 평면을, 도13(b)는 yz 평면을 나타내고 있다.
이 도 13(a), 도 13(b)에 도시하는 바와 같이, 재구성 영역 P를 512×512 화소의 정방형의 영역으로 하지 않고, 직경 512 화소의 원형의 영역으로 해도 좋다.
이하에 상기 X선 CT 장치를 이용한 저 피폭이고 고속으로 양호한 화질로 촬영을 행할 수 있는 심장 촬영 방법의 실시예를 나타낸다.
실시예 1에 있어서는, 미리 저 X선 선량의 헬리컬 피치가 큰 고속의 헬리컬 스캔으로 심전 신호의 위상이 적정함을 본 후에, 테스트·인젝션 또는 조영제 동기 촬영에 의해 실제 스캔의 헬리컬 스캔을 행하는 실시예를 나타낸다.
실시예 2에 있어서는, 조영제 동기 촬영의 방법에 대한 실시예를 나타낸다.
(실시예 1)
실시예 1에 있어서는, 미리 저 X선 선량의 헬리컬 피치가 큰 고속인 헬리컬 스캔으로 심전 신호 위상의 적정함을 본 후에, 테스트·인젝션 또는 조영제 동기 촬영에 의해 실제 스캔의 헬리컬 스캔을 행하는 실시예를 나타낸다.
도 16, 도 17, 도 18, 도 19는 종래 기술을 설명하는 도면으로, 종래의 심장 촬영 처리의 이미지를 나타내고 있다. 종래부터, 심장의 관동맥 등의 촬영에는, 이른바 심박에 동기된 심전 동기 촬영이 행하여져 왔다. 이 심전 동기 촬영에는, 직전의 복수의 심박 주기의 평균을 관측하면서, 심장이 가장 안정한 심장 위상이라고 생각된다, 예컨대, 평균의 심박 주기의 75% 위상에 동기하여 투영 데이터를 수집하여, 화상 재구성하는 프로스펙티브(prospective) 촬영과, 미리 심전 신호와 X선 투영 데이터를 관련지어 기억해 두고, 화상 재구성 시에 임의의 심장 위상의 X선 투영 데이터를 추출하여 화상 재구성한다, 이른바 리트로스펙티브(retrospective) 촬영이 있다. 프로스펙티브 촬영은 부정맥에 의해 스캔 제어가 잘 되지 않는 경우가 있기 때문에, 리트로스펙티브 촬영이 주류로 되어 있다.
도 22(a)에 일반적인 심전 신호를 나타낸다. 현재, 심박 수가 75bpm(beat per minutes)라고 하면, 심박 주기는 0.8초로 되어, 이 주기 내에 도시한 바와 같은 심전 파형태(P파, QRS파, T파, U파)가 나타난다. P파의 타이밍에서는 심방이 흥분하여 수축함으로써, 대정맥 및 폐정맥으로부터의 혈류가 심실 측으로 유입된다. 계속되는 QRS 파의 타이밍에서는 심방이 흥분으로부터 가라앉는 동시에, 심실이 흥분하여 수축함으로써, 심실의 혈류가 대동맥 및 폐동맥에 압출된다. 계속되는 T파의 타이밍에서는 심실이 흥분으로부터 가라앉고, 그리고 계속되는 U 파의 타이밍(심장 위상 75%)에서는, 심장의 움직임이 가장 느슨하게 되어 있다.
종래, 심장의 관동맥 등의 단층 화상을 화상 재구성하는 방법에서는, 이른바 멀티세그먼트 화상 재구성 방법이 알려져 왔다. 이 방법에서는, 심장의 헬리컬 스캔과 동시에 검출된 심전 신호에 근거하여, 심장 위상 75%의 투영 데이터를 추출하여, 추출된 세그먼트 데이터를 1 슬라이스의 화상 재구성에 필요한 뷰 각도분만큼 조합함으로써, 단층 화상을 화상 재구성할 수 있다.
일반적으로, 1 슬라이스의 화상 재구성에는 뷰 각도로서 적어도 팬 각 +180도분의 투영 데이터가 필요하지만, 이것을 갠트리 1 회전분의 X선 투영 데이터로 수집할 수 없는 경우에는, 연속하는 2 심박분 또는 그 이상의 심박 범위로부터 추출된 세그먼트 데이터를 조합함으로써, 1 슬라이스분의 단층 화상을 화상 재구성한다.
최근, X선 검출기의 다열화, 및 X선 검출기 폭이 증가하고, 갠트리 회전 속도도 고속화하고 있지만, 컨벤셔널 스캔(액셜 스캔) 또는 시네 스캔에서는, 아직 X선 검출기의 z 방향 폭이 충분히 넓지 않고, 심장 전체의 촬영을 1회의 스캔에서는 행할 수 없으므로, 심장용 헬리컬 스캔에 의해 복수 세그먼트의 X선 투영 데이터를 조합하여 화상 재구성을 행하고 있는 것이 현재 상태이다.
종래의 심장 촬영 방법의 흐름을 도 21에 나타낸다.
단계 C1에서는, 스카우트 스캔을 행한다.
단계 C2에서는, 스캔 범위를 결정하기 위한 저 선량의 헬리컬 피치가 빠른 헬리컬 스캔(조영제 없음)을 행한다.
단계 C3에서는, 저 선량에서의 간헐 컨벤셔널 스캔(액셜 스캔)에 의한 테스트 인젝션 촬영을 행한다.
단계 C4에서는, 심박 동기된 헬리컬 피치가 느린 헬리컬 스캔(조영 시 사용)을 행한다.
단계 C5에서는, 심박 동기된 헬리컬 스캔 화상 표시를 행한다.
이와 같이 종래는 심장 촬영을 행하고 있었다.
그러나, 단계 C4에서 행해지는 헬리컬 피치가 느린 헬리컬 스캔은 헬리컬 피치가 0.2 정도로 느리고, 피검체의 조사되는 X선 선량은 통상 스캔에 비해 많았다.
또한, 단계 C4에 있어서의 심장용 헬리컬 스캔에 있어서는, 도 16, 도 17, 도 18에 나타내는 것과 같은, X선 데이터 수집 및 그 화상 재구성이 행하여지고 있었다. 특히, 도 17, 도 18의 경우에는, 팬 각 +180도분, 또는 360도분의 X선 투영 데이터를 분할하여 화상 재구성을 행하고 있었기 때문에, X선 투영 데이터의 이음 부분이 원활하게 이어지지 않고 아티팩트를 발생시키는 원인으로 되어 있었다.
또한, 도 19에 있어서는, 가능한 한 X선 투영 데이터의 이음이 원활하게 되 도록, X선 투영 데이터의 이은 곳을 오버랩시켜, 이은 곳의 양측의 X선 투영 데이터에 가중 계수를 적용하여 가중 가산해서 X선 투영 데이터를 조합하고 있었다. 그러나, 이것으로도 시간이 상이한, 심박이 상이한 X선 투영 데이터를 조합하기 위해서, 피검체의 신체 움직임의 재현성이 없는 한 이은 곳의 불연속은 해소할 수 없고, 단층 화상 상의 아티팩트, 3차원 화상 표시 시의 밴딩 아티팩트는 방지할 수 없었다.
본 실시예에서는, 이하의 점이 중요한 점으로서 고려하여, 개선하고 있다.
(1) 피검체의 신체의 움직임의 재현성이 없는 것의 대책으로서, 시간 방향으로 연속인 1회 헬리컬 스캔으로 데이터 수집을 행한다.
(2) 헬리컬 피치가 큰 고속의 헬리컬 스캔을 행하더라도 아티팩트가 적은 3차원 화상 재구성을 이용한다.
(3) 심박 주기가 짧은 경우에는 종래의 심장 촬영 방법을 이용할 수 있도록 한다.
도 23은 실시예 1에 있어서의 심장 촬영의 흐름도를 나타내고 있다. 이것을 참조하여 실시예 1의 심장 촬영을 명한다.
또한, 이하의 설명에서는, 일례의 스캔폭은 40mm, 갠트리 회전 속도는 0.35초/회전, 하이 피치 헬리컬 스캔의 헬리컬 피치는 1.375로 한다. 여기서, 헬리컬 피치는 X선 빔의 z 방향의 폭 D와 X선 데이터 수집계의 1회전 당의 피검체 이동량 S와의 비 S/D를 나타낸다.
도 23에 있어서, 단계 S11에서는 피검체에 심전계(31)를 장착하여, 심전 신 호를 수집한다.
단계 S12에서는 피검체의 스카우트 스캔에 의해 얻어진 스카우트 화상에 의해 촬영 범위를 지정하여, 스카우트 화상의 심장 영역을 지정한다. 얻어진 스카우트 화상을 도 14의 표시 화면 R에 표시하여, 심장 위치를 지정하는 동시에, 조작자가 계속되는 헬리컬 스캔의 스캔 범위나, 화상 재구성 범위를 설정한다.
일례의 헬리컬 스캔은, 피검체의 몸축 방향 z 위치 zs에서 개시하여, ze에서 종료한다.
도 23으로 되돌아가, 단계 S13에서는 심전 파형을 관측하면서, 소정의 심장 위상으로서, 예컨대 심박 주기 P의 75±5%의 심장 위상, 또는 심박 주기 P+0.5초의 심장 트리거 위상의 헬리컬 스캔의 촬영 범위의 z 축 방향 중심 위치로 되는 것과 같은 타이밍에서 저 선량에 의한 헬리컬 피치가 큰 고속의 헬리컬 스캔을 행한다.
또한, 단계 S13의 헬리컬 스캔과, 이것에 계속되는 단계 S14의 화상 재구성은, 상기 스카우트 촬영으로 명료하게 비치지 않는 부분을 저 선량으로 촬영하고, 또한 고속으로 화상 재구성하여, 심장 부위의 촬영 조건을 확인하기 위한 것으로서, 반드시 필수적이지는 않다.
또한, 단계 S13의 헬리컬 스캔은, 후술의 단계 S17에서 행하는 헬리컬 피치가 큰 고속인 헬리컬 스캔과 방법으로 행하는 것이 바람직하지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 적어도, 본 장치가 적정한 심장 위상을 검출하여, 이것에 대한 적정한 위상을 촬영할 수 있는지 여부를 단계 S13의 저 선량 스캔과, 화상 재구성에 의해 확인하는 것이다.
도 23으로 되돌아가, 단계 S14에서는 상기 단계 S13에서 수집한 X선 투영 데이터를 사용하여 심장의 코로널(Coronal)면 및 또는 서지털(Sagittal)면의 단면 변환 화상을 화상 재구성하여, 심장이 소정의 심장 위상(확장 중기 또는 소정의 심장 트리거 위상)에 있는지 여부를 확인한다. 이 때에 코로널 상상, 서지털 형상에 있어서, 심장의 각 부, 예컨대 관 형상 동맥이 정확하게 묘출되어 있는 자를 확인하여, 정확한 심장 위상 또는 심장 트리거 위상으로 촬영이 행해졌는지를 판단한다. 또한 심장의 움직임으로부터 발생하는 아티팩트의 정도에 의해서도 정확한 심장 위상 또는 심장 트리거 위상으로 촬영이 행해졌는지를 판단할 수 있다. 도 24에 확장 중기에 있는 심장을 정확하게 추출한 코로널 화상의 예를 나타낸다.
단계 S15에서는, 피검체의 팔의 정맥에 조영제(요우드계)를 소량으로 주입한 후, 심장 도달 전의 여유를 본 소정 시간의 경과 후에 피검체 심장부(대동맥 등)를 간헐 스캔에 의해 모니터 스캔하고, 또한 실시간으로 화상 재구성하여 혈관부의 CT 값이 소정 이상으로 되기까지의 지연 시간(즉, 조영제 주입으로부터 대동맥 도착까지의 지연 시간)을 판정한다. 본 실시예의 간헐 방식은, 약 1 초간 걸러서 갠트리 1회전(0.35초)의 컨벤셔널 스캔(액셜 스캔)을 행함으로써 저 피폭 선량을 실현하고 있다. 도 25에 시간 T1 간격의 간헐 스캔인 모니터 스캔을 나타낸다.
단계 S16에서는 상기 단계 S14의 판별 결과를 참조하여, 적정한 심장 위상 또는 심장 트리거 위상이던 경우에는 단계 S17로 진행하여, 재차 조영제를 실제 주입하는 동시에, 상기 측정한 지연 시간의 경과 후의 소정심 위상에 타이밍을 맞추어 헬리컬 피치의 큰 고속으로 헬리컬 스캔(실제 스캔)을 행한다.
도 25에 실제 스캔의 헬리컬 스캔과 심박 주기 신호의 관계를 나타낸다.
단계 S15에 있어서, 지연 시간 취득 후, 피검체를 소정의 위치로 되돌려서, 팔의 정맥에 조영제를 주입하여, 조영제 지연 시간의 경과를 대기하여, 지연 시간에 근접해 가면, 피검체에 대하여 헬리컬 피치가 큰 고속의 헬리컬 스캔을 행한다. 스캔 개시 위치 zs까지 피검체를 크래들(12)로 반송한다.
최신의 평균 심박 주기를 Th(예컨대, 바로 근처의 4 심박 주기의 평균),
심박 주기 신호 tr1으로부터 X선 데이터 수집 개시까지의 대기 시간을 Tw,
X선 데이터 수집 범위를 [tss, tse],
화상 재구성 범위를 [trs, tre],
심장 위상 75%의 시간을 tc,
실제 스캔의 헬리컬 스캔의 시간축 t 상의 X선 데이터 수집 범위를 Ts,
실제 스캔의 헬리컬 스캔의 시간축 t 상의 화상 재구성 범위를 Tr,
X선 데이터 수집 범위 Ts의 개시 시간으로부터 화상 재구성 범위 Tr의 개시 시간까지의 여유 시간을 AT1,
Tr의 종료 시간으로부터 X선 데이터 수집 범위 Ts의 종료 시간까지의 여유 시간을 ΔT1이라고 하면, 이하의 (수학식 22), (수학식 23), (수학식 24), (수학식 25)와 같이 된다
이와 같이 하여, X선 데이터 수집 개시 시각 tss는 심박 주기 신호 tr1로부터 대기 시간 Tw를 갖고 X선 조사를 개시하여, 헬리컬 피치가 큰 고속인 헬리컬 스캔을 행한다. 스캔 속도 0.35초/회전, X선 빔폭 40mm, 헬리컬 피치 1.375의 경우에, 심장 영역 12cm를 헬리컬 스캔한 경우에는, 약 0.76초(=120/(40×1.375/0.35))로 촬영 가능해진다.
만약 스캔 속도가 0.2초/회전으로 된 경우에는, 약 0.43초(=120/(40x 1.375/0.2))로 촬영 가능해진다.
만약 스캔 속도 0.35초/회전, X선 빔폭이 80mm, 헬리컬 피치 1.375의 경우에는, 약 0.38초(=120/(80×1.375/0.35))로 촬영 가능해진다.
이와 같이, 거의 1 심박 정도 또는 그 이하의 시간으로 심장 전체의 촬영이 가능해져, 고속인 스캔을 실현할 수 있다.
도 23으로 되돌아가, 상기 단계 S16의 판별로 적정한 심장 위상, 또는 적정한 심장 트리거 위상이 아닌 경우에는, 단계 S18로 진행하여, 종래 동일한 심전 주기에 의한 헬리컬 피치가 느린 헬리컬 스캔을 행한다. 이 스캔 방식을 준비 해 두 는 것은, 피검체의 심박수가 높은 피검체의 경우에 유효하다.
또한, 헬리컬 스캔의 경우의 데이터 수집계와 피검체의 상대 속도를 도 25의 아래의 그래프에 나타낸다. X선 데이터 수집 범위 Ts[tss, tse]의 동안은 최고 속도로 동작한 쪽이 좋기 때문에, 시간 tss에서는 가속을 위한 조주 시간, 조주 거리를 미리 구해 놓고, 최고 속도 V1에 도달하도록 크래들(12)의 동작 속도를 제어한다. 또한, 주사 갠트리(20)가 동작하는 경우에는, 주사 갠트리(20)의 동작 속도를 제어한다.
또한, 부정맥의 경우의 처리를 생각하면, 도 26에 심박 주기가 길게 된 경우 의 헬리컬 스캔과 심전 주기 신호의 관계, 도 27에 심박 주기가 짧게 된 경우 의 헬리컬 스캔과 심전 주기 신호의 관계를 나타낸다.
도 26의 경우에는, 예컨대 평균 심박 주기 Th의 허용 범위를 ±20%이라고 하면, 평균 심박 주기 Th의 120%인 곳 tw까지 심전 주기 신호의 트리거 신호가 오지 않은 경우에는, tw의 시점에서 심장 주기의 이상을 알 수 있다.
도 27의 경우에는, 예컨대 평균 심박 주기 Th의 허용 범위를 ±20%이라고 하면, 평균 심박 주기 Th의 80%인 곳 tw까지 심전 주기 신호의 트리거 신호가 오지 않은 경우에는, tw의 시점에서 심장 주기의 이상을 알 수 있다.
이들의 심박 주기의 이상이 있었던 경우에는, 가능하면 X선 조사를 정지시킨다. X선 조사의 정지가 불가능하면, 헬리컬 스캔의 최후까지 X선 투영 데이터 수집을 행하게 된다. 어는 경우든, 금후에는 헬리컬 스캔의 시점과 종점을 반대로 하여 역 방향으로 재차 촬영할 수 있다. 그러나, 부정맥이 심하고 심박 주기가 안 정하지 않으면 중지할 수도 있다.
(실시예 2)
실시예 2에 있어서는, 실시예 1의 도 23의 단계 S15 또는 단계 S17에서 이용된 조영제 동기 촬영의 방법에 대한 실시예를 나타낸다.
도 28에 조영제 동기 촬영의 처리의 흐름의 예를 나타낸다.
단계 C1에서는, 피검체를 크래들(12)에 탑재하여 위치 정렬을 행한다.
단계 C2에서는, 스카우트 화상 수집을 행한다.
단계 C3에서는, 촬영 조건 설정을 행한다.
단계 C4에서는, 베이스 라인 단층 화상 촬영을 행한다.
단계 C5에서는, 베이스 라인 단층 화상 표시가 행하여진다.
단계 C6에서는, 조영제 동기 촬영 조건 설정을 행한다. 베이스 라인 단층 화상 상에서 관심 영역 설정을 행한다.
단계 C7에서는, 모니터 스캔을 개시한다. 모니터 스캔을 도 29에 나타낸다.
단계 C8에서는, 관심 영역의 평균 CT 값은 설정된 임계값을 초과하였는지를 판단하여, 예(YES)이면 단계 C9로 진행한다. 아니오(NO)이면 단계 C8을 반복한다. 이 임계값을 초과한 타이밍에 의해 조영제의 지연 시간을 알 수 있다.
단계 C9에서는, 실제 스캔의 준비를 행한다. 촬영 테이블(10)의 크래들(12)을 실제 스캔의 위치로 이동시킨다.
단계 C10에서는, 실제 스캔 개시를 행한다.
단계 C11에서는, 실제 스캔 단층 화상 표시가 행하여진다.
단계 C4의 베이스 라인 단층 화상 촬영에 있어서는, 모니터 스캔에서 이용하는 관심 영역을 설정한다. 혹시 모니터 스캔에 있어서 z 방향으로 복수매의 단층 화상을 촬영하는 경우에는, 이 베이스 라인 단층 화상 촬영에 있어서도 z 방향으로 복수매의 단층 화상을 촬영해 놓는다. 또한, z 방향으로 복수의 관심 영역을 설정하는 경우에는, 이 베이스 라인 단층 화상에 있어서도 z 방향으로 복수의 관심 영역을 설정한다. 또한, xy 평면의 단층 화상 내에 복수의 관심 영역을 설정하는 것이면, 이 베이스 라인 단층 화상에 있어서 하나의 단층 화상 내에 복수의 관심 영역을 설정해 놓는다.
도 30(a), 도 30(b)에 상기에서 설명한 조영제 동기 촬영의 화면의 예를 도시한다.
도 30(a)의 베이스 라인 단층 화상에 있어서는, 관심 영역 1을 대동맥으로 설정하고 있다. 이것은 조영제가 흘러 와서, 우선 CT 값이 상승할 것 같은 대동맥으로 설정하여 실제 스캔으로의 트리거로 하고 있다. 도 30(b)에는 각 시각 t에 있어서의 각 관심 영역 ROI1의 CT 값의 변화를 도시하고 있다.
현재, 실제 스캔의 트리거의 임계값을 CT 값 1OO으로서 관심 영역 1(ROI1)에 설정하였다고 하면, 약 30초보다 약간 작게 관심 영역 1(ROI1)은 미리 정한 임계값에 도달하여 실제 스캔의 트리거를 가한다. 이와 같이 하여, 단계 S17에서는 실제 스캔에의 트리거가 가해진다.
또는 단계 S15에서는 테스트·인젝션인 때에는 조영제 지연 시간을 출력 또 는 표시한다.
이상 서술한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 고속인 헬리컬 스캔에 의해 촬영 시간을 대폭 단축할 수 있고, 또한 피폭 선량을 대폭 저감(종래의 1/5 이하)할 수 있음과 동시에, 조영제 주입량의 저감도 예상된다.
금번의 다열 X선 검출기 또는 플랫 패널 X선 검출기로 대표되는 매트릭스 구조의 2차원 X선 영역 검출기를 이용한 X선 CT 장치에 의한 심장 촬영 기술의 하나로서 필요 불가결한 기술로 된다.
이상의 X선 CT 장치(100)에 있어서, 본 발명의 X선 CT 장치, 또는 X선 CT 촬영 방법에 의하면, 다열 X선 검출기, 또는 플랫 패널 X선 검출기로 대표되는 매트릭스 구조의 2차원 X선 영역 검출기를 갖는 X선 CT 장치의 헬리컬 스캔 또는 가변 피치 헬리컬 스캔 또는 헬리컬 셔틀 스캔에 의한 심장의 촬영을 저 피폭이고 고속으로, 또한 양호한 화질로 촬영하는 것을 실현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 있어서의 화상 재구성법은, 종래 공지의 펠드캄프법에 의한 3차원 화상 재구성법이더라도 좋다. 또한, 다른 3차원 화상 재구성 방법이더라도 좋다. 또는 2차원 화상 재구성이더라도 좋다.
또한, 상기 실시예에서는 심장 촬영의 예를 서술했지만, 이것에 한하지 않는다. 심장의 표면에는 심장에 영양을 부여하기 위한 2개의 관 형상 동맥이 움직이고 있고, 이 관 형상 동맥은, 심장의 표면에서 심장의 움직임과 동시에 크게 이동하기 때문에, 그 단층 화상에는 이동에 따른 아티팩트가 발생하기 쉽다. 따라서, 본 발명은 특히 관 형상 동맥의 촬영에도 마찬가지로 효과를 발휘한다.
또한, 상기 실시예에서는 촬영 테이블(10)이 이동하는 헬리컬 스캔의 경우를 서술했지만, 반대로 주사 갠트리(20)가 피검체 체축 방향으로 이동하는 것과 같은 X선 CT 장치에서도 본 발명을 적용할 수 있다.
본 실시예는, 헬리컬 스캔의 경우로 기재되어 있지만, 가변 피치 헬리컬 스캔, 헬리컬 셔틀 스캔의 경우도 마찬가지로 효과를 낼 수 있다.
본 실시예는, 주사 갠트리(20)가 경사하지 않는 조합으로 기재되어 있지만, 주사 갠트리(20)가 경사져 있다, 이른바 틸트·스캔의 조합이라도 마찬가지의 효과를 낼 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 각 열마다 계수의 다른 열 방향(z 방향) 필터를 콘볼루션함으로써, 화질의 편차를 조정하여, 각 열에서 균일한 슬라이스 두께, 아티팩트, 노이즈의 화질을 실현하고 있지만, 이것에는 여러 가지 z 방향 필터 계수가 생각되지만, 모두 마찬가지의 효과를 낼 수 있다.
본 실시예에서는, 의학용 X선 CT 장치를 기초로 기재되어 있지만, 산업용 X선 CT 장치 또는 다른 장치와 조합한 X선 CT-PET 장치, X선 CT-SPECT 장치 등으로 이용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 다열 X선 검출기, 또는 플랫 패널 X선 검출기로 대표되는 매트릭스 구조의 2차원 X선 영역 검출기를 갖는 X선 CT 장치의 헬리컬 스캔 또는 가변 피치 헬리컬 스캔 또는 헬리컬 셔틀 스캔에 의한 심장의 촬영을 저 피폭이고 고속으로, 또한 양호한 화질로 촬영하는 것을 실현할 수 있는 효과가 있다.
Claims (10)
- X선 발생 장치(21)와, 2차원 검출면을 가지며 상기 X선 발생 장치(21)에 반대하여 X선을 검출하는 X선 검출기(24)를, 그 사이에 있는 회전 중심 주변 부근에서 회전시키면서 그 사이에 있는 피검체를 투과한 X선 투영 데이터를 수집하는 X선 데이터 수집 장치(25)와,상기 수집된 투영 데이터를 화상 재구성하는 화상 재구성 장치(3)와,화상 재구성된 단층상을 표시하는 화상 표시 장치(6)와,단층상 촬영의 각종 촬영 조건을 설정하는 촬영 조건 설정 장치(2)를 포함하되,상기 X선 데이터 수집 장치(25)는, 피검체의 사전 결정된 범위를 헬리컬 피치 1 이상의 헬리컬 스캔에 의해 외부 동기 신호에 동기해서 X선 투영 데이터를 수집하는X선 CT 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 화상 재구성 장치(3)는 피검체의 소정 범위를 헬리컬 피치 1 이상의 헬리컬 스캔에 의해 외부 동기 신호에 동기하여 얻어진 X선 투영 데이터를 상기 외부 동기 신호에 동기하여 화상 재구성하는X선 CT 장치.
- X선 발생 장치(21)와, 2차원 검출면을 가지며 상기 X선 발생 장치(21)에 반대하여 X선을 검출하는 X선 검출기(24)를, 그 사이에 있는 회전 중심 주변 부근에서 회전시키면서 그 사이에 있는 피검체를 투과한 X선 투영 데이터를 수집하는 X선 데이터 수집 장치(25)와,상기 수집된 투영 데이터를 화상 재구성하는 화상 재구성 장치(3)와,화상 재구성된 단층상을 표시하는 화상 표시 장치(6)와,단층상 촬영의 각종 촬영 조건을 설정하는 촬영 조건 설정 장치(2)를 포함하되,상기 X선 데이터 수집 장치(25)는, 피검체의 사전 결정된 범위를 헬리컬 스캔에 의해 촬영할 때, X선 발생 장치(21)와 X선 검출기(24)로 이루어지는 X선 데이터 수집계와 피검체와의 사이의 상대 이동 방향인 z방향에 있어서 사전 결정된 촬영 위치가 외부 동기 신호의 사전 결정된 위상에 동기하는 타이밍에서 X선 데이터 수집을 수행하는X선 CT 장치.
- X선 발생 장치(21)와, 2차원 검출면을 가지며 상기 X선 발생 장치(21)에 반 대하여 X선을 검출하는 X선 검출기(24)를, 그 사이에 있는 회전 중심 주변 부근에서 회전시키면서 그 사이에 있는 피검체를 투과한 X선 투영 데이터를 수집하는 X선 데이터 수집 장치(25)와,상기 수집된 투영 데이터를 화상 재구성하는 화상 재구성 장치(3)와,화상 재구성된 단층상을 표시하는 화상 표시 장치(6)와,단층상 촬영의 각종 촬영 조건을 설정하는 촬영 조건 설정 장치(2)를 포함하되,상기 데이터 수집 장치(25)은, 피검체의 사전 결정된 범위를 헬리컬 스캔으로 촬영할 때, X선 발생 장치와 X선 검출 장치로 이루어지는 X선 데이터 수집계와 피검체 사이의 상대 이동 방향인 z방향에 있어서 사전 결정된 촬영 위치가 외부 동기 신호의 사전 결정된 위상에 동기되도록 정해지는 제 1 촬영 조건에 기초하여 제 1 X선 데이터 수집을 수행하는 제 1 X선 데이터 수집 장치와, 상기 제 1 X선 데이터 수집 장치에 의해 얻어진 X선 투영 데이터를 화상 데이터 재구성한 단층상에 기초하여, 상기 사전 결정된 범위를 헬리컬 스캔으로 촬영할 때, 상기 사전 결정된 촬영 위치가 외부 동기 신호의 상기 사전 결정된 위치에, 보다 바르게 동기하도록 정해진 제 2 촬영 조건에 기초하여 제 2 X선 데이터 수집을 수행하는 제 2 X선 데이터 수집 장치를 포함하며,상기 화상 재구성 장치(3)는, 상기 제 1 및 제 2 X선 데이터 수집 장치에 의해 수집된 X선 투영 데이터를 화상 재구성하는X선 CT 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 외부 동기 신호는 생체 신호인X선 CT 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 외부 신호는 심박 신호인X선 CT 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 피검체의 사전 결정된 범위는 상기 피검체의 하나 또는 복수의 장기인X선 CT 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 피검체의 장기는 심장인X선 CT 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 촬영 조건 설정 장치(2)는, 심박 주기에 의존하여 빠른 피치의 헬리컬 스캔과 느린 피치의 헬리컬 스캔을 선택하는X선 CT 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 촬영 조건 설정 장치(2)는, 심박 주기에 의존하여, 360도에 대응하는 X선 데이터 수집을 수행할지, 180도 + 팬 각에 대응하는 X선 데이터 수집을 수행할지를 판단하여 촬영 조건을 결정하는X선 CT 장치.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2006-00105749 | 2006-04-06 | ||
| JP2006105749A JP4495109B2 (ja) | 2006-04-06 | 2006-04-06 | Ｘ線ｃｔ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20070100178A true KR20070100178A (ko) | 2007-10-10 |
Family
ID=38513680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070034324A KR20070100178A (ko) | 2006-04-06 | 2007-04-06 | Ｘ선 ｃｔ 장치 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7522696B2 (ko) |
| JP (1) | JP4495109B2 (ko) |
| KR (1) | KR20070100178A (ko) |
| CN (1) | CN101049243B (ko) |
| DE (1) | DE102007017979A1 (ko) |
| NL (1) | NL1033652C2 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101226479B1 (ko) * | 2010-05-19 | 2013-02-01 | (주)제노레이 | 씨티에서 스카우트 영상 획득 방법 |
| US8422764B2 (en) | 2008-11-17 | 2013-04-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus of reconstructing 3D image from 2D images |
| CN112903728A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-06-04 | 浙江华电器材检测研究所有限公司 | 一种基于ct断层扫描的绝缘穿刺线夹无损检测装置及方法 |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7963695B2 (en) | 2002-07-23 | 2011-06-21 | Rapiscan Systems, Inc. | Rotatable boom cargo scanning system |
| WO2008042564A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Koninklijke Philips Electronics N. V. | Fly-by scanning |
| JP5208442B2 (ja) * | 2007-04-12 | 2013-06-12 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | Ｘ線ｃｔ装置 |
| JP2009028065A (ja) * | 2007-07-24 | 2009-02-12 | Toshiba Corp | Ｘ線ｃｔ装置 |
| DE102007056801A1 (de) * | 2007-11-23 | 2009-06-04 | Siemens Ag | CT-Gerät und Verfahren zur Spiral-Abtastung eines sich zumindest in einem Teilberich periodisch bewegeneden Untersuchungsobjektes |
| JP5425414B2 (ja) * | 2008-05-29 | 2014-02-26 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | Ｘ線ｃｔ装置 |
| US20090310740A1 (en) * | 2008-06-16 | 2009-12-17 | General Electric Company | Computed tomography method and system |
| US7831011B2 (en) * | 2008-11-21 | 2010-11-09 | General Electric Co. | Computed tomography method and system |
| JP5280168B2 (ja) * | 2008-11-28 | 2013-09-04 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | Ｘ線ｃｔ装置 |
| US7881426B2 (en) * | 2009-02-26 | 2011-02-01 | Morpho Detection, Inc. | Method and system for performing a scan of an object |
| US9310323B2 (en) | 2009-05-16 | 2016-04-12 | Rapiscan Systems, Inc. | Systems and methods for high-Z threat alarm resolution |
| EP2462431B1 (en) | 2009-08-04 | 2017-10-11 | Rapiscan Laboratories, Inc. | Method and system for extracting spectroscopic information from images and waveforms |
| JP2011056167A (ja) * | 2009-09-14 | 2011-03-24 | Toshiba Corp | 放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影方法 |
| DE102009043633A1 (de) * | 2009-09-29 | 2011-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Verbesserte Abtastung eines zyklisch bewegten Untersuchungsobjektes unter Einsatz eines Kontrastmittels im Rahmen einer Voruntersuchung mittels eines CT-Gerätes |
| BR112012021520B1 (pt) * | 2010-02-25 | 2021-06-22 | Rapiscan Systems, Inc. | Sistema de varredura de raios x |
| JP5494806B2 (ja) * | 2010-07-06 | 2014-05-21 | 株式会社島津製作所 | 放射線撮影装置 |
| US8971493B2 (en) * | 2010-09-08 | 2015-03-03 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | System for image scanning and acquisition with low-dose radiation |
| US9924910B2 (en) | 2011-01-14 | 2018-03-27 | Koninklijke Philips N.V. | 4D contrast enhanced computed tomography (CT) |
| CA2863382C (en) | 2011-06-09 | 2017-06-27 | Rapiscan Systems, Inc. | System and method for x-ray source weight reduction |
| US9218933B2 (en) | 2011-06-09 | 2015-12-22 | Rapidscan Systems, Inc. | Low-dose radiographic imaging system |
| CN102985011B (zh) * | 2011-07-13 | 2016-10-05 | 东芝医疗***株式会社 | X射线计算机断层摄影装置 |
| WO2013154167A1 (ja) | 2012-04-11 | 2013-10-17 | 株式会社 東芝 | Ｘ線ｃｔ装置 |
| DE102012215998A1 (de) * | 2012-09-10 | 2014-03-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Röntgengerät mit angepasster Aufnahmegeschwindigkeit |
| KR20140044174A (ko) * | 2012-10-04 | 2014-04-14 | 주식회사바텍 | 엑스선 촬영장치 및 촬영방법 |
| JP6113487B2 (ja) * | 2012-12-13 | 2017-04-12 | 東芝メディカルシステムズ株式会社 | 医用画像診断装置及び医用画像処理装置 |
| JP6058409B2 (ja) * | 2013-01-30 | 2017-01-11 | 東芝メディカルシステムズ株式会社 | Ｘ線ｃｔ装置及びそのプログラム |
| DE102013205499A1 (de) | 2013-03-27 | 2014-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Radiografiegerät und Verfahren zur Untersuchung im Bereich der pädiatrischen Radiologie |
| CN103315764A (zh) * | 2013-07-17 | 2013-09-25 | 沈阳东软医疗***有限公司 | 一种ct定位图像获取方法和ct设备 |
| US9557427B2 (en) | 2014-01-08 | 2017-01-31 | Rapiscan Systems, Inc. | Thin gap chamber neutron detectors |
| CN104198506B (zh) * | 2014-08-27 | 2017-11-07 | 清华大学 | 小角度自摆式大型多层螺旋ct设备和检查方法 |
| CN114469155A (zh) * | 2017-05-31 | 2022-05-13 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 一种螺旋ct扫描的控制方法 |
| WO2020044523A1 (ja) * | 2018-08-30 | 2020-03-05 | オリンパス株式会社 | 記録装置、画像観察装置、観察システム、観察システムの制御方法、及び観察システムの作動プログラム |
| CN110327069B (zh) * | 2019-07-01 | 2023-05-05 | 赛诺威盛科技(北京)股份有限公司 | 一种缩小ct螺旋扫描范围的方法 |
| CN111214252B (zh) * | 2020-01-07 | 2023-05-02 | 东软医疗***股份有限公司 | Ct数据的采集方法及装置、图像重建方法及*** |
| CN111803108A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-10-23 | 上海联影医疗科技有限公司 | 一种基于时钟同步的曝光控制方法和*** |
| CN112237437A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-01-19 | 南京安科医疗科技有限公司 | 步进变螺旋的移动ct扫描方法、***及存储介质 |
| US20220327750A1 (en) * | 2021-04-07 | 2022-10-13 | Canon Medical Systems Corporation | Medical image processing method, medical image processing apparatus, and computer readable non-volatile storage medium storing medical image processing program |
Family Cites Families (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL98945A0 (en) | 1991-07-24 | 1992-07-15 | Elscint Ltd | Multiple slice ct scanner |
| US5966422A (en) * | 1992-07-20 | 1999-10-12 | Picker Medical Systems, Ltd. | Multiple source CT scanner |
| US5271055A (en) | 1992-08-19 | 1993-12-14 | General Electric Company | Methods for reducing motion induced artifacts in a projection imaging system |
| JP3637074B2 (ja) | 1992-12-15 | 2005-04-06 | 株式会社東芝 | ヘリカルスキャン方式のコンピュータ断層撮影装置 |
| JP2914891B2 (ja) | 1995-07-05 | 1999-07-05 | 株式会社東芝 | Ｘ線コンピュータ断層撮影装置 |
| JP3597918B2 (ja) * | 1995-09-11 | 2004-12-08 | 株式会社日立メディコ | Ｘ線ｃｔ装置 |
| US5974108A (en) | 1995-12-25 | 1999-10-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | X-ray CT scanning apparatus |
| US5708691A (en) | 1996-07-05 | 1998-01-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | X-ray computed tomographic imaging device and x-ray computed tomographic method |
| US5848117A (en) | 1996-11-27 | 1998-12-08 | Analogic Corporation | Apparatus and method for computed tomography scanning using halfscan reconstruction with asymmetric detector system |
| US5828718A (en) | 1996-11-27 | 1998-10-27 | Analogic Corporation | Method and apparatus for helical computed tomography scanning with asymmetric detector system |
| US6185275B1 (en) | 1998-08-25 | 2001-02-06 | General Electric Company | Systems and methods for correcting focal spot thermal drift |
| US6154516A (en) | 1998-09-04 | 2000-11-28 | Picker International, Inc. | Cardiac CT system |
| US6275560B1 (en) | 1998-12-22 | 2001-08-14 | General Electric Company | Cardiac gated computed tomography system |
| DE19946092A1 (de) * | 1999-09-25 | 2001-03-29 | Philips Corp Intellectual Pty | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines 3D-Bilddatensatzes eines sich periodisch bewegenden Körperorgans |
| US6639965B1 (en) * | 1999-09-30 | 2003-10-28 | General Electric Company | Methods and apparatus for cardiac imaging with conventional computed tomography |
| US6466640B1 (en) | 1999-11-26 | 2002-10-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Computed tomography system and method |
| IL147000A0 (en) * | 2000-04-14 | 2002-08-14 | Gen Electric | Reconstruction of computed tomographic images using interpolation between projection views |
| AU2000275526A1 (en) * | 2000-09-28 | 2002-04-08 | Philips Medical Systems Technologies Ltd. | Ct scanner for time-coherent large coverage |
| DE60138118D1 (de) * | 2000-09-29 | 2009-05-07 | Ge Med Sys Global Tech Co Llc | Spiralabtastrekonstruktion des herzens für tomograph mit zweidimensionaler detektoranordung |
| DE10061120A1 (de) * | 2000-12-07 | 2002-06-13 | Philips Corp Intellectual Pty | Computertomographie-Verfahren mit helixförmiger Relativbewegung |
| US6708052B1 (en) * | 2001-04-11 | 2004-03-16 | Harbor Ucla Research And Education Institute | Method and apparatus for cardiac imaging with minimized cardiac motion artifact |
| US6763082B2 (en) * | 2002-02-27 | 2004-07-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | X-ray computer tomography apparatus |
| US6816567B2 (en) | 2002-07-15 | 2004-11-09 | Ge Medical System Global Technology Company, Llc | System and method for acquiring x-ray data |
| US20040077941A1 (en) * | 2002-10-21 | 2004-04-22 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Method and system for image improvement with ECG gating and dose reduction in CT imaging |
| JP2004174088A (ja) * | 2002-11-28 | 2004-06-24 | Toshiba Corp | Ｘ線コンピュータ断層撮影装置 |
| US6865250B2 (en) * | 2002-12-23 | 2005-03-08 | Ge Medical Systems Global Technology Company Llc | High pitch cardiac helical scan with extended reconstruction windows |
| JP4448654B2 (ja) * | 2002-12-26 | 2010-04-14 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | Ｘ線ｃｔシステムおよびその操作コンソールおよびその制御方法 |
| JP4393086B2 (ja) * | 2003-03-14 | 2010-01-06 | 株式会社東芝 | Ｘ線コンピュータ断層撮影装置 |
| JP4393137B2 (ja) * | 2003-08-25 | 2010-01-06 | 株式会社東芝 | Ｘ線コンピュータ断層撮影装置 |
| JP2005137390A (ja) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | Ｃｔ画像生成方法およびｘ線ｃｔ装置 |
-
2006
- 2006-04-06 JP JP2006105749A patent/JP4495109B2/ja active Active
-
2007
- 2007-01-05 US US11/620,627 patent/US7522696B2/en active Active
- 2007-04-05 DE DE102007017979A patent/DE102007017979A1/de not_active Withdrawn
- 2007-04-05 NL NL1033652A patent/NL1033652C2/nl not_active IP Right Cessation
- 2007-04-06 KR KR1020070034324A patent/KR20070100178A/ko not_active Application Discontinuation
- 2007-04-06 CN CN2007101035648A patent/CN101049243B/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8422764B2 (en) | 2008-11-17 | 2013-04-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus of reconstructing 3D image from 2D images |
| KR101226479B1 (ko) * | 2010-05-19 | 2013-02-01 | (주)제노레이 | 씨티에서 스카우트 영상 획득 방법 |
| CN112903728A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-06-04 | 浙江华电器材检测研究所有限公司 | 一种基于ct断层扫描的绝缘穿刺线夹无损检测装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20070237286A1 (en) | 2007-10-11 |
| CN101049243A (zh) | 2007-10-10 |
| JP2007275314A (ja) | 2007-10-25 |
| US7522696B2 (en) | 2009-04-21 |
| CN101049243B (zh) | 2011-01-26 |
| NL1033652C2 (nl) | 2008-12-15 |
| NL1033652A1 (nl) | 2007-10-09 |
| JP4495109B2 (ja) | 2010-06-30 |
| DE102007017979A1 (de) | 2007-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4495109B2 (ja) | Ｘ線ｃｔ装置 | |
| US6252924B1 (en) | Method and apparatus for motion-free cardiac CT imaging | |
| US7180976B2 (en) | Rotational angiography based hybrid 3-D reconstruction of coronary arterial structure | |
| JP5031941B2 (ja) | コンピュータ断層撮影システム | |
| JP4436601B2 (ja) | ゲート式ｃｔ画像中の時相整合不良によるアーティファクトを最小にするための方法及び装置 | |
| US5991356A (en) | Radiation tomography method and apparatus | |
| US7313215B2 (en) | Step-and-shoot cardiac CT imaging | |
| EP1736101A1 (en) | Computer axial tomograph utilizing a two-dimensional detector and a biological synchronization signal | |
| US20040082846A1 (en) | Method and apparatus for volumetric cardiac computed tomography imaging | |
| JP2008505694A (ja) | アーチファクトのないｃｔ血管造影図 | |
| JP2002355241A (ja) | Ｃｔ投影データを用いて運動ゲ−ティングするための方法及び装置 | |
| JP5022612B2 (ja) | Ｘ線ｃｔ装置 | |
| US7558363B2 (en) | Step-and-shoot cardiac CT imaging | |
| WO2004071301A1 (ja) | X線ct装置 | |
| KR20050042727A (ko) | Ｃｔ 화상 생성 방법 및 ｘ선 ｃｔ 장치 | |
| JP2005040602A (ja) | 被検体の周期的な運動を行なう部位の検査方法およびこの方法を実施するためのｃｔ装置 | |
| JPH09327454A (ja) | 差分像撮像方法およびｘ線ｃｔ装置 | |
| US7023958B2 (en) | Radiation image-acquiring apparatus, and radiation image-acquiring method | |
| JP4464161B2 (ja) | 放射線画像撮影制御装置及びその制御方法及びプログラム | |
| JP2000023969A (ja) | 放射線断層撮影装置 | |
| JP2007319397A (ja) | Ｘ線ｃｔ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |