(57)【要約】【課題】ＣＴ透視におけるＸ線の被曝量を軽減し、速やかに目的とする対象物の撮像・表示を行なうことが可能なＸ線ＣＴ装置を提供する。【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置の制御部の機能として、Ｘ線源及びＸ線検出器を搭載した回転円板の回転とは独立して１スキャン分のＸ線照射を行なう制御機能を設けるとともに、１スキャンのＸ線照射により得られたＣＴデータから作成したＣＴ画像をリアルタイム表示する。連続回転を行ないながら、随時、例えば１スキャン分のＸ線照射とリアルタイムのＣＴ画像再構成・表示を行なうことにより、少ないＸ線被曝量で連続撮像と同じ画質のＣＴ画像を表示させることができる。【選択図】  図１
2004180711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源と、前記Ｘ線源から照射され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線源及びＸ線検出器を前記被検体の周りで回転させる回転手段と、前記Ｘ線源の駆動及び前記回転手段の駆動を制御する制御手段と、前記Ｘ線検出器が検出したＣＴデータをもとに前記被検体のＣＴ画像を再構成・表示する画像化手段を備えたＸ線ＣＴ装置において、
前記制御手段は、前記回転手段の回転中に前記Ｘ線源の駆動制御の指令を受け付けるＸ線源制御手段を備え、前記画像化手段は前記Ｘ線源制御手段が受け付けた指令によってＸ線源が駆動した間に検出したＣＴデータをもとにＣＴ画像を再構成・表示することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
請求項１記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記Ｘ線源制御手段は、１の指令に基き前記回転手段が所定角度回転する間Ｘ線照射するようにＸ線源を駆動することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記所定角度は３６０°である請求項２記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
請求項１記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記回転手段が備える開口に前記被検体を挿入する寝台と、前記寝台を移動するための移動機構とを備え、前記制御手段は、前記Ｘ線源制御手段が受け付けた指令によりＸ線源が照射を停止している間、前記移動機構を制御する指令を受け付ける手段を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
請求項１ないし４記載のＸ線ＣＴ装置であって、前記Ｘ線検出器は２次元検出器であり、前記画像化手段は、前記Ｘ線検出器が検出した複数の断面のＣＴデータをもとに再構成した複数のＣＴ画像を同時表示することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はマルチスライス撮像機能を備えたＸ線ＣＴ装置に関し、特にＣＴ透視に好適なＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴによる撮像手法として、Ｘ線を連続的に照射し複数の時系列ＣＴ画像を得るＣＴ透視（フルオロ）がある。ＣＴ透視では、Ｘ線発生源とＸ線検出器とを対向配置した回転円板を連続的に回転するとともに、Ｘ線発生源からＸ線を連続的に照射し、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出し、回転円板の１回転（１スキャン）の間に１断面の画像を得るのに必要な透過Ｘ線データ（ＣＴデータ）を得る。回転円板の所定回転角毎にＣＴデータを更新し、その回転角を回転するのに要する時間を更新時間とする時系列ＣＴ画像を得る。このようなＣＴ透視は、例えば、穿刺処置において、穿刺針が目的とする臓器に達するまでの穿刺針の位置確認に利用されている。このようなＣＴ透視の技術は、例えば特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平１０−２１１９７号公報
【０００３】
以上はＸ線検出器として一次元検出器を用いたシングルスライスの場合であるが、二次元検出器（マルチスライス検出器）を用いた場合には、１スキャンで複数のスライスのＣＴ画像を得ることができるため、上述した穿刺処置において容易に穿刺針の位置を確認することが可能になる。このようなマルチスライスＣＴを用いたＸ線ＣＴ装置については、例えば特許文献２、３に記載されている。
【特許文献２】特開２０００−１６６９１１号公報
【特許文献２】特開２００１−１９０５３６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のＣＴ透視では、Ｘ線を連続照射することが前提であり、Ｘ線の照射は回転円板の回転と連動している。そのため処置対象者（患者）と処置者（医師）のＸ線被曝量が増大するという問題があった。特に上述したマルチスライスＣＴでは１スキャンでＸ線を照射する範囲が広くなるため、さらにＸ線被曝量が増大する。また撮像したスライス内に穿刺針が存在しない場合には、一度回転を止めて、再度ＣＴ透視を再開する必要があり処置時間が増加するという問題もあった。即ち、穿刺針の進行方向は必ずしもスキャン面内にないため、一度ＣＴ画像内に捉えても穿刺針の進行に伴いその先端位置が画像から外れてしまうという場合があり、その場合には、例えば図５に示すように、一連の連続撮像の後、寝台を動かし、再度連続撮像を行なう必要があった。
【０００５】
そこで本発明は、ＣＴ透視におけるＸ線の被曝量を軽減し、且つ速やかに目的位置の撮像・表示を行なうことが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のＸ線ＣＴ装置は回転円板の回転とは独立してＸ線照射制御を行なう機能を設け、連続回転を行ないながら、随時、例えば１スキャン分のＸ線照射とＣＴ画像再構成・表示の機能を備えるようにしたものである。
【０００７】
即ち、本発明のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源と、前記Ｘ線源から照射され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線源及びＸ線検出器を前記被検体の周りで回転させる回転手段と、前記Ｘ線源の駆動及び前記回転手段の駆動を制御する制御手段と、前記Ｘ線検出器が検出した透過Ｘ線データ（ＣＴデータ）をもとに前記被検体のＣＴ画像を再構成・表示する画像化手段を備え、前記制御手段は、前記回転手段の回転中に前記Ｘ線源の駆動制御の指令を受け付けるＸ線源制御手段を備え、前記画像化手段は前記Ｘ線源制御手段が受け付けた指令によってＸ線源が駆動した間に検出したＣＴデータをもとにＣＴ画像を再構成・表示するものである。
【０００８】
このような本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、Ｘ線源及びＸ線検出器を搭載する回転手段の回転を連続させた状態で、所望の回転角度分、例えば１スキャン分のＸ線照射とそれによって得られたＣＴデータの再構成・表示を行なうことができるので、ＣＴ画像としては連続撮像画像と同じ画質の画像を得ることができ、しかも連続照射によるＸ線被曝量の増大を防ぐことができる。Ｘ線源制御手段が受け付けるＸ線源の駆動制御の指令は、回転手段が所定角度回転する間Ｘ線照射するようにするものであり、具体的には１スキャン分のＣＴ画像を再構成するのに必要な角度である。それはフルスキャンの場合３６０°である。
本発明のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線検出器として検出器素子アレイが被検体の体軸方向に１列に配列した１次元検出器であってもよいが、特に体軸方向に複数列配列した２次元検出器に好適である。即ち、２次元検出器を用いたマルチスライスＣＴにおいてはシングルスライスＣＴに比較し、目的とする撮像対象例えば穿刺針を捕らえる確率は高くなるが連続照射の場合にＸ線被曝量がより増大する。このように１回の指令で１スキャンのみの照射を行なわせることにより、少ないスキャン数で確実に撮像対象（穿刺針）を捕らえることができ、しかもＸ線被曝量を大幅に低減できる。
【０００９】
また本発明のＸ線ＣＴ装置は、上述のＸ線ＣＴ装置であって、さらに回転手段が備える開口に前記被検体を挿入する寝台と、前記寝台を移動するための移動機構とを備え、Ｘ線源及び回転手段の駆動を制御する制御手段は、Ｘ線源制御手段が受け付けた指令によりＸ線源が停止している間、前記移動機構を制御する指令を受け付ける手段を備えたものである。
【００１０】
このＸ線ＣＴ装置によれば、１スキャンの撮像により目的とする撮像対象がＣＴ画像内に存在しない場合や、マルチスライスの端部スライスにある場合に、撮像対象がスキャン面或いはマルチスライスの中央にあるように寝台を移動し、連続撮像と同じ条件で撮像を開始することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明のＸ線ＣＴ装置の一実施形態の全体概要を示す図である。このＸ線ＣＴ装置は、所定の広がりを持つＸ線ビームを発生するＸ線源１１と、Ｘ線源１１から照射され被検体１４を透過したＸ線を検出するＸ線検出器１２と、これらＸ線源１１及びＸ線検出器１２を搭載し、被検体の周りを回転する回転フレーム１３と、回転フレーム１３の開口に被検体１４を挿入するための寝台１５とを備えている。これらはスキャナガントリ部１０に組み込まれている。なお図示していないが、回転フレーム１３及び寝台１５には、それぞれ回転或いは移動のための駆動機構が備えられている。またこのＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源１１の駆動を制御するためのＸ線制御部２０、回転フレーム１３等の駆動を制御するスキャン制御部２１等の制御手段、及びＸ線検出器１２からの信号を収集し、被検体１４のＣＴ画像を再構成し表示する画像演算部３０を備えている。
【００１３】
Ｘ線源１１は、本実施形態では高電圧発生装置１７を備えたＸ線管装置から構成され、Ｘ線管にはＸ線ビームの広がりを規定するためのコリメータ１６が備えられている。尚、Ｘ線源１１としては、Ｘ線管装置の他、電子銃方式のＸ線発生装置等公知のものを採用できる。高電圧発生装置１７はＸ線制御部２０からの制御信号により動作し、所定の高電圧パルスをＸ線管に送る。これによりＸ線パルスが被検体１４のスキャン面に照射される。
【００１４】
Ｘ線検出器１２は、例えば、Ｘ線検出素子アレイをスライス方向に複数配列した２次元検出器から構成され、これを円弧状に多数配置して、例えば９６０×４チャンネルのＸ線検出器を構成している。Ｘ線源１１から照射され被検体１４を透過した透過Ｘ線はＸ線検出器１２により検出され、図示しないプリアンプを介してＣＴデータとして画像演算部３０に送られる。
【００１５】
スキャン制御部２１は、画像演算部３０に備えられた操作卓３１から設定されたスキャン速度、加算回数等のスキャン条件に基づき回転フレーム１３の回転及び寝台１５の移動（回転フレーム１３の開口への挿入及び退出）を制御する。なおこの実施形態では、スキャン制御部２１に寝台１５の移動を制御機能を持たせているが、スキャン制御部２１とは別に寝台１５の移動制御部を備えていても良い。
【００１６】
画像演算部３０は、図２に示すように、上述の操作卓３１の他にＣＴデータや画像データを収納する記憶部３２、１スキャン分のＣＴデータに対しプロジェクション、バックプロジェクション、補正計算等の演算を行ない被検体１４のＣＴ像を作成する画像再構成部３３、再構成された画像を所定のコントラスト、サイズ等でモニターに表示するための表示制御部３４、主制御部３５、及び画像を表示するモニター３６を備えている。このような構成の画像演算部３０は、１スキャン毎或いは分割再構成法の場合には回転フレームの所定角度毎にＸ線検出器１２からの出力を取り込み、画像を再構成し、モニター３６に表示する。また画像演算部３０は、操作卓３１からスキャン条件等の設定が入力されると、それに基きＸ線制御部２０、スキャン制御部２１に指令を送り、撮像を制御する。
【００１７】
Ｘ線制御部２０、スキャン制御部２１は画像演算部３０からの指令とは別にスキャナガントリ部近傍に設置された操作手段例えばフットスイッチからの信号を受け付け、これによりＸ線照射、寝台の移動を制御する。本実施形態では、このような操作手段としてＸ線照射用フットスイッチ２２及び寝台移動用フットスイッチ２３が検査室の床面に設置されている。Ｘ線照射用フットスイッチ２２が押されると、Ｘ線制御部２０は回転フレーム１３が所定の回転角度、例えば３６０°回転する間だけＸ線を照射する。この際、Ｘ線照射を開始する角度、即ち取り込み角度を一定にすることが好ましい。即ち、Ｘ線照射用フットスイッチ２２が押されると、Ｘ線制御部２０はＸ線源１１が所定の位置（例えば０°の位置）にきた時点でＸ線照射を開始し、回転フレーム１３が１回転した時点でＸ線照射を終了する。
【００１８】
また寝台移動用フットスイッチ２３が押されると、寝台をあらかじめ設定された移動量移動させる。或いはフットスイッチ２３が押下されている間、寝台１５を移動させる。この場合には、寝台１５の位置又は移動量をモニターに表示させて、寝台１５が所望量移動した時点でフットスイッチ２３の押下を中止する。図示する実施形態では、寝台移動用フットスイッチ２３は両方向のものが設けられ、体軸方向に沿った２方向に寝台を移動することができるようにしている。
【００１９】
次にこのような構成におけるＸ線ＣＴ装置を用いた穿刺処置の動作を説明する。図３に動作の手順を示す。
【００２０】
まず寝台１５上に患者を寝かせた状態で位置合わせをした後、寝台１５を移動して穿刺針を刺した位置がほぼ撮像位置となるようにする。操作卓３１よりスキャン条件を入力し、撮像を開始する（ステップ３０１）。これにより回転フレーム１３が回転を開始するが、Ｘ線源１１によるＸ線照射はまだ行なわれない。次いでＸ線照射用フットスイッチ２２を押下するとＸ線源１１により１スキャン分のＸ線照射が行なわれる（ステップ３０２）。画像演算部３０は、この１スキャンの間にＸ線検出器１２が検出した透過Ｘ線データを収集し、患者のＣＴ像を再構成し、モニター３６に表示する（ステップ３０３）。
【００２１】
ここでＸ線検出器１２が、４スライスのデータを検出する２次元検出器であるとすると、図４（ａ）、（ｂ）に示すように各スライス４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄに対応した４つのＣＴ画像４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが表示される。図示する例では、穿刺針４５はスライス４０ｄの位置にあり、ＣＴ画像４１ｄに映し出されている。このようにマルチスライスでは、複数のスライスを同時に撮像・表示できるので、１回のスキャンで穿刺針４５の位置を確認する可能性が高い。穿刺針４５の位置が目的臓器に達していたならば、ここで撮像を中止する（ステップ３０４）。穿刺針４５の位置が目的臓器に達していない場合には、さらに穿刺を進めて、再度、Ｘ線照射用フットスイッチ２２を押下し、１スキャン分のＸ線照射とそれにより得られた透過Ｘ線データを用いた画像再構成・表示を行なう（ステップ３０２、３０３）。
【００２２】
ここで、図４（ａ）に示したように、穿刺針４５の位置が端部のスライスにある場合には、針を進めたことにより、モニターすべき針先端の位置が撮像範囲から外れる可能性がある。そこで、再度Ｘ線照射用フットスイッチ２２を押下するのに先立って、寝台移動用フットスイッチ２３を押下し、例えば１スライスに相当する量、寝台１５をスライス方向に移動させる（ステップ３０５）。このように寝台を移動した後、１スキャン分のＸ線照射を行なうことによって得られたＣＴ画像は、図４（ｃ）に示すように、スライス４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅに対応したＣＴ画像４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅとなる。ここで穿刺針４５の位置が、先に撮像したスライスと同じスライス４１ｄにある場合には、図中、左下に表示されることになる。また穿刺針４５先端の位置が隣接するスライスに移動している場合でも、ＣＴ画像４１ｃ又は４１ｅ内に捉えることができる。
【００２３】
最初の撮像の際に撮像されたスライス内に穿刺針４５がない場合にも、寝台移動用フットスイッチ２３を押下し、寝台１５をスライス方向に移動させて（ステップ３０５）、１スキャン分のＸ線照射を行ない、それによって得られたＣＴ画像を表示する。最終的に穿刺針４５先端の位置が目的臓器に達した時点で撮像を終了する（ステップ３０４）。
【００２４】
このように本実施形態によれば、スキャン制御部２１による回転フレーム１３の回転駆動とは独立してＸ線照射用フットスイッチ２２により１スキャン分のＸ線照射を行なうことができるので、最小限のスキャンで穿刺針４５位置のモニタリングを行なうことができ、患者及び処置者のＸ線曝射量を最小限に抑えることができる。しかも最初の１スキャンで得られるマルチスライスＣＴ画像の中央スライスのＣＴ画像で穿刺針４５を捉えるようにしておくことにより短時間でモニタリングを終えることができる。
【００２５】
尚、以上の実施形態では、１回のＸ線照射用フットスイッチ２２の押下で１スキャン分のＸ線照射と画像再構成・表示を行なうものとしたが、例えば加算回数を２回と設定した場合には１スキャンではなく２スキャンとし、２スキャンで得られたデータを加算した画像を表示するようにしてもよい。このような加算回数の設定は、画像演算部３０の操作部３１を介して行なうことができる。逆にハーフスキャン法で画像再構成を行なう場合には、１回のＸ線照射用フットスイッチ２２の押下でハーフスキャンに必要な角度（１８０°＋Ｘ線ビーム角度）のＸ線照射を行なうようにしてもよい。
【００２６】
また以上の実施形態では、Ｘ線の照射をＸ線照射用フットスイッチ２２のみで制御した場合を説明したが、通常の連続撮像（ＣＴ透視）と組み合わせることも可能である。例えば、穿刺針が目的臓器に接近するまでは、Ｘ線照射用フットスイッチ２２を用いた間歇的な撮像を行ない、ある程度接近した後は、連続撮像に切り替え、時間分解能および空間分解能の高いＣＴ画像を得るようにすることもできる。この場合には、１スキャン分のＸ線照射の指令を与えるＸ線照射用フットスイッチ２２とは別に連続照射への切り替えを行なうフットスイッチ（図示せず）を設けてもよい。
【００２７】
Ｘ線制御部２０及びスキャン制御部２１に、Ｘ線照射及び寝台移動の指令を与える手段としてフットスイッチを例示したが、スキャナガントリ等に操作ボタンに設けてもよい。或いは処置者が装着可能なリモートコントロールスイッチとしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、Ｘ線源及びＸ線検出器の回転とは独立して所定回転角度分のＸ線照射を制御する手段とそれによって得られたＣＴデータからＣＴ画像をリアルタイムで再構成・表示する手段を設けたことにより、ＣＴ透視、特にマルチスライスＣＴを利用したＣＴ透視におけるＸ線被曝量の増大を防止し、しかも連続撮像と同じ画質の画像をリアルタイムで得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線ＣＴ装置の全体概要を示す図
【図２】本発明のＸ線ＣＴ装置の画像演算部を示すブロック図
【図３】本発明のＸ線ＣＴ装置によるＣＴ透視の手順を示す図
【図４】マルチスライスＣＴにおけるスライス面とＣＴ画像との関係を示す図
【図５】従来のＣＴ透視の手順を示す図
【符号の説明】
１１・・・Ｘ線源、１２・・・Ｘ線検出器、１３・・・回転フレーム、１４・・・被検体、１５・・・寝台、２０・・・Ｘ線制御部、２１・・・スキャン制御部、３０・・・画像演算部、３１・・・操作卓、３６・・・モニター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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