(57)【要約】【課題】テーブルの加減速期間を含むヘリカルスキャンを適切に行うＸ線ＣＴ装置を実現する。【解決手段】被検体を載せたテーブルの直線移動の加減速期間を含めてヘリカルスキャンを行い、得られたデータに基づいて断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置は、前記テーブルの直線移動を特性が可変な速度プロファイルに基づいて制御する制御手段を具備する。前記速度プロファイルは、加速部分と減速部分の少なくとも一方が直線的である。前記速度プロファイルは、加速部分と減速部分の少なくとも一方が曲線的である。【選択図】図５
2008142387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を載せたテーブルの直線移動の加減速期間を含めてヘリカルスキャンを行い、得られたデータに基づいて断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置であって、
前記テーブルの直線移動を特性が可変な速度プロファイルに基づいて制御する制御手段
を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記速度プロファイルは、加速部分と減速部分の少なくとも一方が直線的である
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記速度プロファイルは、加速部分と減速部分の少なくとも一方が曲線的である
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記速度プロファイルの曲線的な部分では加速度が連続的に変化する
ことを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記加速度の連続的な変化は０からの連続的変化および０への連続的変化である
ことを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記速度プロファイルは加速開始までの待機期間を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記速度プロファイルは減速終了後の停止期間を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記制御手段は前記速度プロファイルを記憶する
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記記憶される速度プロファイルは複数の速度プロファイルである
ことを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記複数の速度プロファイルは複数の撮影プロトコルにそれぞれ対応する
ことを特徴とする請求項９に記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ(Computed Tomography)装置に関し、特に、被検体を載せたテーブル(table)の直線移動の加減速期間を含めてヘリカルスキャン(helical scan)を行い、得られたデータに基づいて断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置は、被検体をＸ線でスキャン(scan)し、得られたデータ(data)に基づいて断層像を再構成するようになっている。被検体を載せたテーブルを連続的に直線移動させながら連続的なスキャンを行うことにより、ヘリカルスキャンを行うことができる。ヘリカルスキャンは、テーブルの定速移動期間ばかりでなく、その前後の加速期間および減速期間を含めて行う場合もある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−４０５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
停止状態から定速状態までのテーブルの加速および定速状態から停止状態までのテーブルの減速は、所定の加速特性および減速特性で行われる。これら加減速特性はテーブル送り機構によって定まる固定的なものであるが、撮影の目的や被検体の状態によっては、加減速特性が固定的では不便な場合がある。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、テーブルの加減速期間を含むヘリカルスキャンを適切に行うＸ線ＣＴ装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
課題を解決するための発明は、被検体を載せたテーブルの直線移動の加減速期間を含めてヘリカルスキャンを行い、得られたデータに基づいて断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置であって、前記テーブルの直線移動を特性が可変な速度プロファイルに基づいて制御する制御手段を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【０００６】
前記速度プロファイルは、加速部分と減速部分の少なくとも一方が直線的であることが、制御を単純化する点で好ましい。
前記速度プロファイルは、加速部分と減速部分の少なくとも一方が曲線的であることが、加減速を円滑化する点で好ましい。
【０００７】
前記速度プロファイルの曲線的な部分では加速度が連続的に変化することが、加減速を円滑化する点で好ましい。
前記加速度の連続的な変化は０からの連続的変化および０への連続的変化であることが、動き始めと停止時の衝撃を少なくする点で好ましい。
【０００８】
前記速度プロファイルは加速開始までの待機期間を含むことが、スキャン開始からテーブル移動開始までのタイミングを調節する点で好ましい。
前記速度プロファイルは減速終了後の停止期間を含むことが、テーブル停止からスキャン終了までのタイミングを調節する点で好ましい。
【０００９】
前記制御手段は前記速度プロファイルを記憶することが、テーブル移動制御を効果的に行う点で好ましい。
前記記憶される速度プロファイルは複数の速度プロファイルであることが、テーブル制御パターンを複数化する点で好ましい。
【００１０】
前記複数の速度プロファイルは複数の撮影プロトコルにそれぞれ対応することが、ヘリカルスキャンを適切に行う点で好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被検体を載せたテーブルの直線移動の加減速期間を含めてヘリカルスキャンを行い、得られたデータに基づいて断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置は、前記テーブルの直線移動を特性が可変な速度プロファイルに基づいて制御する制御手段を具備するので、テーブルの加減速期間を含むヘリカルスキャンを適切に行うＸ線ＣＴ装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図１にＸ線ＣＴ装置の模式的構成を示す。本装置は本発明を実施するための最良の形態の一例である。本装置の構成によって、Ｘ線ＣＴ装置に関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。
【００１３】
本装置は、ガントリ(gantry)１００、テーブル(table)２００およびオペレータコンソール(operator console)３００を有する。ガントリ１００は、テーブル２００によって搬入される被検体１０を、Ｘ線照射・検出装置１１０でスキャンして複数ビュー(view)の透過Ｘ線信号（スキャンデータ）を収集し、オペレータコンソール３００に入力する。オペレータコンソール３００は、ガントリ１００から入力されたスキャンデータに基づいて画像再構成を行い、再構成した画像をディスプレイ(display)３０２に表示する。
【００１４】
オペレータコンソール３００は、また、ユーザー(user)による本装置のインタラクティブ(interactive)な操作を可能にするためのユーザーインターフェース(user interface)をディスプレイ３０２に表示する。なお、ユーザーインターフェース表示用のディスプレイは再構成画像表示用のディスプレイとは別にしてもよい。
【００１５】
オペレータコンソール３００は、また、ガントリ１００とテーブル２００の動作を制御する。オペレータコンソール３００による制御の下で、ガントリ１００は所定のスキャン条件でスキャンを行い、テーブル２００は所定の部位がスキャンされるように、被検体１０の位置決めを行う。位置決めは、内蔵する位置制御機構により、テーブルトップ(table top)２０２の高さおよびテーブルトップ２０２上のクレードル(cradle)２０４の水平移動距離を制御することによって行われる。
【００１６】
クレードル２０４を連続的に移動させながら複数回のスキャンを連続的に行うことにより、ヘリカルスキャン(helical scan)を行うことができる。クレードル２０４を間欠的に移動させながら停止位置ごとにスキャンすることによりクラスタスキャン(cluster scan)を行うことができる。
【００１７】
クレードル２０４を停止させた状態でスキャンすることにより、アキシャルスキャン(axial scan)を行うことができる。クレードル２０４を停止させた状態で複数回のスキャンを連続的に行うことにより、シネスキャン(cine scan)を行うことができる。
【００１８】
テーブルトップ２０２の高さ制御は、支柱２０６をベース(base)２０８への取付部を中心としてスイング(swing)させることによって行われる。支柱２０６のスイングによって、テーブルトップ２０２は垂直方向および水平方向に変位する。クレードル２０４はテーブルトップ２０２上で水平方向に移動してテーブルトップ２０２の水平方向の変位を相殺する。スキャン条件によっては、ガントリ１００をチルト(tilt)させた状態でスキャンが行われる。ガントリ１００のチルトは、内蔵のチルト機構によって行われる。
【００１９】
なお、テーブル２００は、図２に示すように、テーブルトップ２０２がベース２０８に対して垂直に昇降する方式のものであってよい。テーブルトップ２０２の昇降は内蔵の昇降機構によって行われる。このテーブル２００においては、昇降に伴うテーブルトップ２０２の水平移動は生じない。
【００２０】
図３に、Ｘ線照射・検出装置１１０の構成を模式的に示す。Ｘ線照射・検出装置１１０は、Ｘ線管１３０の焦点１３２から放射されたＸ線１３４をＸ線検出器１５０で検出するようになっている。
【００２１】
Ｘ線１３４は、図示しないコリメータ(collimator)で成形されて左右対称なコーンビーム(cone beam)またはファンビーム(fan beam)のＸ線となっている。Ｘ線検出器１５０は、Ｘ線の広がりに対応して２次元的に広がるＸ線入射面１５２を有する。Ｘ線入射面１５２は円筒の一部を構成するように湾曲している。円筒の中心軸は焦点１３２を通る。
【００２２】
Ｘ線照射・検出装置１１０は、撮影中心すなわちアイソセンタ(isocenter)Ｏを通る中心軸の周りを回転する。中心軸は、Ｘ線検出器１５０が形成する部分円筒の中心軸に平行である。
【００２３】
回転の中心軸の方向をｚ方向とし、アイソセンタＯと焦点１３２を結ぶ方向をｙ方向とし、ｚ方向およびｙ方向に垂直な方向をｘ方向とする。これらｘ，ｙ，ｚ方向の３軸はｚ軸を中心軸とする回転座標系の３軸となる。
【００２４】
図４に、Ｘ線検出器１５０のＸ線入射面１５２の平面図を模式的に示す。Ｘ線入射面１５２は検出セル(cell)１５４がｘ方向とｚ方向に２次元的に配置されたものとなっている。すなわち、Ｘ線入射面１５２は検出セル１５４の２次元アレイ(array)となっている。なお、ファンビームＸ線を用いる場合は、Ｘ線入射面１５２は検出セル１５４の１次元アレイとしてよい。
【００２５】
個々の検出セル１５４はＸ線検出器１５０の検出チャンネル(channel)を構成する。これによって、Ｘ線検出器１５０は多チャンネルＸ線検出器となる。検出セル１５４は、例えば、シンチレータ(scintillator)とフォトダイオード(photo diode)の組合せによって構成される。
【００２６】
図５に、ヘリカルスキャン時のクレードル２０４の直線移動の速度プロファイル(profile)を示す。図５に示すように、速度プロファイルは、２次元座標空間における線図で表わされる。２次元座標空間の縦軸および横軸は、それぞれ速度および時間となっている。このような２次元座標空間において、速度プロファイルは、時刻ｔ１からｔ６までの撮影期間中の速度変化を表わす。
【００２７】
速度プロファイルは、時刻ｔ１からｔ２までの停止（速度０）状態、時刻ｔ２からｔ３まで加速状態、時刻ｔ３からｔ４までの定速維持状態、時刻ｔ４からｔ５までの減速状態、および、時刻ｔ５からｔ６までの停止（速度０）状態を表わしている。
【００２８】
以下、時刻ｔ１からｔ２までを待機期間Ｔ１といい、時刻ｔ２から時刻ｔ３までを加速期間といい、時刻ｔ３からｔ４までを定速期間といい、時刻ｔ４からｔ５までを減速期間といい、時刻ｔ５からｔ６までを停止期間Ｔ２という。
【００２９】
速度プロファイルは、ユーザーが任意に設定ないし調節できるようになっている。速度プロファイルの設定ないし調節は、ユーザーインターフェースを使用して行われる。これによって、待機期間Ｔ１、加速期間、定速期間、減速期間、および、停止期間Ｔ２が所望の値に設定され、また、加速期間における加速特性、定速期間中の速度、および、減速期間における減速特性が所望の通りに設定された速度プロファイルを得ることができる。
【００３０】
待機期間Ｔ１は、例えば、撮影開始位置での画像を得るためにクレードル移動開始までの時間をＸ線照射・検出装置１１０の回転半周分だけ遅らせることや、造影剤の染まり具合をモニタリング(monitoring)し、適切なタイミング(timing)でクレードル移動を開始させること等に利用される。なお、待機期間Ｔ１は０から設定可能である。
【００３１】
加（減）速期間と加（減）速特性は、例えば、高加速で関心領域を短時間で撮影することや、低加速で撮影部位の加速による体動を少なくして撮影することや、加速開始時と加速終了時の加速度が小さくなるＳ字加（減）速により患者の体動や負担を軽減すること等を考慮して設定される。
【００３２】
停止期間Ｔ２は、例えば、次の動作開始までの時間を極力短くして短時間で撮影再開することや、次の動作開始までの時間を長くして患者の負担を小さくすること等に利用される。なお、停止期間Ｔ２は０から設定可能である。
【００３３】
図６に、加減速特性調節の一例を示す。図６に示すように、加減速特性は所望の強弱の加減速となるように設定される。ここでは、加減速特性はＳ字加（減）速となっている。これにより、加速度は連続的に変化し、また、加（減）速開始時と加（減）速終了時の加速度が０になるので、患者の体動や負担が軽減される。
【００３４】
図７に、加減速特性調節の他の例を示す。図７に示すように、加減速特性は所望の強弱の加減速となるように設定される。ここでは、加減速特性は直線的な加（減）速となっている。すなわち、加（減）速期間中の加速度が一定になっている。このような加減速は簡単な制御で実現できる。
【００３５】
図８に、本装置の動作のフローチャート(flow chart)を示す。図８に示すように、ステップ(step)８０１で、スカウト(scout)撮影を行う。これによって、被検体１０の透視像が得られる。
【００３６】
ステップ８０２で、ローカライズ(localize)を行う。ローカライズには、スカウト撮影によって得られた透視像が利用される。これによって、撮影範囲が設定される。
ステップ８０３で、速度プロファイル設定を行う。速度プロファイル設定はユーザーによって行われる。ユーザーは、ユーザーインターフェースを利用して、所望の速度プロファイルを設定する。
【００３７】
速度プロファイル設定に際して、適応部位や検査方法等のプロトコル(protocol)、画質、撮影時間、被曝線量等に関する優先順位、体重や年齢等の患者情報、脂肪や内蔵構成等スカウト撮影によって得られた情報あるいは心電計等から得られた情報等の、各種入力情報を考慮し、最適な速度プロファイルを設定する。
【００３８】
なお、速度プルファイルは、オペレータコンソール３００が入力情報に基づいて自動的に設定するようにしても良い。あるいは、複数の速度プロファイルを予めメモリ(memory)に記憶しておき、上記入力情報に応じて最適なものを選択するようにしても良い。速度プロファイルを、撮影プロトコルに対応して記憶しておけば、最適速度プロファイルの選択を能率よく行うことができる。
【００３９】
ステップ８０４で、ヘリカルスキャンを行う。この時のクレードル送りは、オペレータコンソール３００による制御の下で、上記のようにして設定された速度プロファイルに基づいて行われる。これによって、テーブルの加減速期間を含むヘリカルスキャンを最適に行うことができる。オペレータコンソール３００は、本発明における制御手段の一例である。
【００４０】
ステップ８０５で、画像再構成を行う。画像再構成は、ヘリカルスキャンによって得られたデータに基づいてオペレータコンソール３００により行われる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を実施するための最良の形態の一例のＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。
【図２】本発明を実施するための最良の形態の一例のＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。
【図３】Ｘ線照射・検出装置の構成を示す図である。
【図４】Ｘ線検出器のＸ線入射面の構成を示す図である。
【図５】速度プロファイルを示す図である。
【図６】速度プロファイルを示す図である。
【図７】速度プロファイルを示す図である。
【図８】本発明を実施するための最良の形態の一例のＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１０ ： 被検体
１００ ： ガントリ
１１０ ： Ｘ線照射・検出装置
１３０ ： Ｘ線管
１３２ ： 焦点
１３４ ： Ｘ線
１５０ ： Ｘ線検出器
１５２ ： Ｘ線入射面
１５４ ： 検出セル
２００ ： テーブル
２０２ ： テーブルトップ
２０４ ： クレードル
２０６ ： 支柱
２０８ ： ベース
３００ ： オペレータコンソール
３０２ ： ディスプレイ
【図１】
2008142387.tif 000003
【図２】
2008142387.tif 000004
【図３】
2008142387.tif 000005
【図４】
2008142387.tif 000006
【図５】
2008142387.tif 000007
【図６】
2008142387.tif 000008
【図７】
2008142387.tif 000009
【図８】
2008142387.tif 000010