(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイソセンタ（２４）を有していると共に、物体（２２）を支持してｚ軸方向に移動可能であるテーブル（４６）を含んでいて、物体を撮像するためのイメージング・システム（１０）を動作させる方法であって、
物体の上方エッジ、物体の下方エッジ及び物体の中心位置を前記ｚ軸方向における物体位置の関数として決定する工程と、
前記テーブルを移動させるべきか否かを決定するための少なくとも１つの閾値を決定する工程と、
前記物体の上方エッジ、下方エッジ及び中心の前記アイソセンタからのそれぞれの距離に対する前記少なくとも１つの閾値の比較に基づいて前記テーブルを自動的に再配置する工程と、
を含み、
前記物体（２２）の上方エッジ、下方エッジ及び中心の前記アイソセンタ（２４）からのそれぞれの距離に対する前記少なくとも１つの閾値の比較に基づいて前記テーブル（４６）を自動的に再配置する前記工程は、前記物体の中心Ｃ（ｚ）と前記アイソセンタＩＳＯ（２４）との間の距離ΔＣ（ｚ）、前記物体の上方エッジＨｉ（ｚ）と前記アイソセンタＩＳＯとの間の距離ΔＡH（ｚ）、及び前記物体の下方エッジＬｏ（ｚ）と前記アイソセンタＩＳＯとの間の距離ΔＡL（ｚ）を、
ΔＣ（ｚ）＝Ｃ（ｚ）−ＩＳＯ ｚ1＜ｚ＜ｚ2
ΔＡH（ｚ）＝Ｈｉ（ｚ）−ＩＳＯ ｚ1＜ｚ＜ｚ2
ΔＡL（ｚ）＝ＩＳＯ−Ｌｏ（ｚ） ｚ1＜ｚ＜ｚ2
に従ってそれぞれ決定する工程であって、ここで、ｚ1及びｚ2は走査領域の両限度を表わしている、決定する工程と、
最大ΔＣ（ｚ）、最小ΔＡH（ｚ）及び最小ΔＡL（ｚ）を、
ΔＣ（ｍａｘ）＝ＭＡＸ（ΔＣ（ｚ））
ΔＡH（ｍｉｎ）＝ＭＩＮ（ΔＡH（ｚ））
ΔＡL（ｍｉｎ）＝ＭＩＮ（ΔＡL（ｚ））
に従って決定する工程とを含んでおり、
前記少なくとも１つの閾値は閾値Ｖ1及びＶ2を含んでおり、前記テーブル（４６）は上下方向に移動可能であり、前記テーブルを移動させるべきか否かを、
ΔＣ（ｍａｘ）＜Ｖ1であるならば、移動しない、他の場合には、
ΔＡH（ｍｉｎ）＞Ｖ2であり且つΔＡL（ｍｉｎ）＞Ｖ2であるならば、移動しない、他の場合には、
前記走査領域を小領域に分割して、各々の小領域について固有の閾値をＶ2に設置し、
ΔＡH（ｍｉｎ）＜Ｖ2であるならば、テーブルを上方へ（Ｖ2−ΔＡH（ｍｉｎ））だけ移動せよ、
ΔＡL（ｍｉｎ）＜Ｖ2であるならば、テーブルを下方へ（Ｖ2−ΔＡL（ｍｉｎ））だけ移動せよ、に従って前記閾値Ｖ1及びＶ2と比較することにより決定する工程と、
前記テーブル（４６）を前記各々の小領域の全体にわたって一定の高さに維持する工程と、
を含んでいる方法。
【請求項２】
前記イメージング・システム（１０）はデータ取得においてゲインを適用するように構成されており、前記少なくとも１つの閾値は取得ゲインに従って設定され、
前記物体の上方エッジ、下方エッジ及び中心の前記アイソセンタ（２４）からの距離に対する前記少なくとも１つの閾値の比較に基づいて前記物体（２２）のを再配置する工程を更に含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
テーブル（４６）の運動に従って画像を再構成する工程を更に含み、
前記画像は、前記上下方向において整列した画像集合から再構成される請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
ｚ軸方向に移動し且つ走査のために物体（２２）のを支持するように構成されている可動式テーブル（４６）を備え、アイソセンタ２４を有しているイメージング・システム（１０）であって、物体の上方エッジ、物体の下方エッジ及び物体の中心位置を前記ｚ軸方向における物体の位置の関数として決定し、前記テーブルを移動させるべきか否かを決定するための少なくとも１つの閾値を決定し、前記物体の上方エッジ、下方エッジ及び中心の前記アイソセンタからのそれぞれの距離に対する前記少なくとも１つの閾値の比較に基づいて前記テーブルを自動的に再配置するように構成されており、
前記物体（２２）の上方エッジ、下方エッジ及び中心の前記アイソセンタ（２４）からのそれぞれの距離に対する前記少なくとも１つの閾値の比較に基づいて前記テーブル（４６）を自動的に再配置するように構成されている前記システムは、前記物体の中心Ｃ（ｚ）と前記アイソセンタＩＳＯとの間の距離ΔＣ（ｚ）、前記物体の上方エッジＨｉ（ｚ）と前記アイソセンタＩＳＯとの間の距離ΔＡH（ｚ）、及び前記物体の下方エッジＬｏ（ｚ）と前記アイソセンタＩＳＯとの間の距離ΔＡL（ｚ）を、
ΔＣ（ｚ）＝Ｃ（ｚ）−ＩＳＯ ｚ1＜ｚ＜ｚ2
ΔＡH（ｚ）＝Ｈｉ（ｚ）−ＩＳＯ ｚ1＜ｚ＜ｚ2
ΔＡL（ｚ）＝ＩＳＯ−Ｌｏ（ｚ） ｚ1＜ｚ＜ｚ2
に従ってそれぞれ決定し、ここで、ｚ1及びｚ2は走査領域の両限度を表わしており、
最大ΔＣ（ｚ）、最小ΔＡH（ｚ）及び最小ΔＡL（ｚ）を、
ΔＣ（ｍａｘ）＝ＭＡＸ（ΔＣ（ｚ））
ΔＡH（ｍｉｎ）＝ＭＩＮ（ΔＡH（ｚ））
ΔＡL（ｍｉｎ）＝ＭＩＮ（ΔＡL（ｚ））
に従って決定し、
前記少なくとも１つの閾値は閾値Ｖ1及びＶ2を含んでおり、前記テーブル（４６）は上下方向に移動可能であり、前記テーブルを移動させるべきか否かを、
ΔＣ（ｍａｘ）＜Ｖ1であるならば、移動しない、他の場合には、
ΔＡH（ｍｉｎ）＞Ｖ2であり且つΔＡL（ｍｉｎ）＞Ｖ2であるならば、移動しない、他の場合には、
前記走査領域を小領域に分割して、各々の小領域について固有の閾値をＶ2に設置し、
ΔＡH（ｍｉｎ）＜Ｖ2であるならば、テーブルを上方へ（Ｖ2−ΔＡH（ｍｉｎ））だけ移動せよ、
ΔＡL（ｍｉｎ）＜Ｖ2であるならば、テーブルを下方へ（Ｖ2−ΔＡL（ｍｉｎ））だけ移動せよ、に従って前記閾値Ｖ1及びＶ2と比較することにより決定し、
前記テーブル（４６）を前記各々の小領域の全体にわたって一定の高さに維持するように構成されている前記システムを含んでいるイメージング・システム。
【請求項５】
検出器アレイ（１８）と、該検出器アレイ（１８）向かって投射するＸ線源（１４）とを備え、前記検出器アレイ（１８）と前記Ｘ線源（１４）とを前記アイソセンタ（２４）の周りで回転させるガントリ（１２）を備え、
前記ｚ軸方向における物体（２２）の上方エッジ、物体の下方エッジ、物体の中心位置を決定するように構成されている前記システムは、前記物体ののスカウト走査を実行するように構成されている、請求項４に記載のシステム（１０）。
【請求項６】
データ取得においてゲインを適用して、前記少なくとも１つの閾値をデータ取得ゲインに従って設定し、
テーブル（４６）の運動に従って画像を再構成するするように構成され、
前記画像は、前記上下方向において整列した画像集合から再構成される請求項４又は５に記載のシステム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的には、計算機式断層撮影（ＣＴ）撮像に関し、より具体的には、予備走査（プレスキャン）スカウト・データを用いて走査のために患者を自動的に配置する方法及び装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
少なくとも１つの公知の計算機式断層撮影（ＣＴ）イメージング・システム構成においては、Ｘ線源がファン（扇形）形状のビームを投射し、このビームは、デカルト座標系のＸＹ平面であって、一般に「イメージング（撮像）平面」と呼ばれる平面内に位置するようにコリメートされる。Ｘ線ビームは、患者等の撮像されている物体のを通過する。ビームは、物体のによって減弱された後に、放射線検出器の配列（アレイ）に入射する。検出器アレイにおいて受け取られる減弱したビーム放射線の強度は、物体のによるＸ線ビームの減弱量に依存している。アレイ内の各々の検出器素子が、検出器の位置におけるビーム減弱の測定値である別個の電気信号を発生する。すべての検出器からの減弱測定値が別個に取得されて、透過プロファイルを形成する。
【０００３】
公知の第３世代ＣＴシステムでは、Ｘ線源及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが物体のと交差する角度が定常的に変化するように、撮像平面内で撮像されるべき物体のの周りをガントリと共に回転する。１つのガントリ角度における検出器アレイからの一群のＸ線減弱測定値すなわち投影データを「ビュー」と呼ぶ。物体のの「走査（スキャン）」は、Ｘ線源及び検出器が１回転する間に様々なガントリ角度すなわちビュー角度において形成される１組のビューで構成されている。アキシャル・スキャン（軸方向走査）の場合には、投影データを処理して、物体のを通過して得られる２次元スライスに対応する画像を構成する。１組の投影データから画像を再構成する１つの方法は、当業界でフィルタ補正逆投影（filtered back projection）法と呼ばれている。この手法は、走査からの減弱測定値を「ＣＴ数」又は「ハンスフィールド(Hounsfield)単位」と呼ばれる整数へ変換し、これらの整数を用いて陰極線管表示器上の対応するピクセルの輝度を制御する。
【０００４】
データ取得時のオーバ・レンジ（レンジ超過）した信号は画像アーティファクトを生ずる可能性がある。しかしながら、電子雑音を最小限にするためにはデータ取得において相対的に高いゲインを適用することが望ましい。オーバ・レンジは検出器の中心で最も生じ易いので、患者が検出器の中心の区域を遮蔽することを確実にすることによりオーバ・レンジを解消することが可能である。しかしながら、走査用テーブルに載置されている患者を中心配置することは困難である。身体の位置が異なれば寸法及び形状も異なるので、検出器の中心でのオーバ・レンジを防止するために全ての身体の部分を同時に且つ十分に中心配置することは特に困難である。オーバ・レンジを防止するように、走査時に患者の身体の部分の全てを中心配置する方法を提供することが望ましい。
【０００５】
【発明の概要】
従って、本発明の一実施例では、予備走査スカウト・データを用いて可動式テーブルに載置されている患者等の物体のを自動的に配置する方法が提供される。物体の上方エッジ、下方エッジ及び中心が、ｚ軸方向における物体の位置の関数として決定される。テーブルを移動させるべきか否かを決定するための少なくとも１つの閾値が決定される。テーブルは、物体の上方エッジ、下方エッジ及び中心のアイソセンタからのそれぞれの距離に対する閾値の比較に基づいて自動的に再配置される。
【０００６】
上述の方法により、画像雑音を減少させる相対的に高いゲインの利用を可能にしながらオーバ・レンジを防止する位置へのテーブル高さの自動的且つ動的な調節が可能になる。
【０００７】
【発明の詳しい説明】
図１及び図２には、計算機式断層撮影（ＣＴ）イメージング・システム１０が、「第３世代」ＣＴスキャナにおいて典型的なガントリ１２を含んでいるものとして示されている。ガントリ１２はＸ線源１４を有しており、Ｘ線源１４は、Ｘ線ビーム１６をガントリ１２の対向する側に設けられている検出器アレイ１８に向かって投射する。検出器アレイ１８は検出器素子２０によって形成されており、検出器素子２０は一括で、物体の２２、例えば患者を通過する投射されたＸ線を検知する。検出器アレイ１８は、シングル・スライス式構成として作製されていてもよいし、マルチ・スライス式構成として作製されていてもよい。各々の検出器素子２０が、入射するＸ線ビームの強度を表わす、従って患者２２を通過する間でのビームの減弱を表わす電気信号を発生する。Ｘ線投影データを取得するための１回の走査の間に、ガントリ１２及びガントリ１２に装着されている構成部品は、回転中心すなわちアイソセンタ２４の周りを回転する。
【０００８】
ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作は、ＣＴシステム１０の制御機構２６によって制御されている。制御機構２６はＸ線制御器２８とガントリ・モータ制御器３０とを含んでおり、Ｘ線制御器２８はＸ線源１４へ電力信号及びタイミング信号を供給し、ガントリ・モータ制御器３０はガントリ１２の回転速度及び位置を制御する。制御機構２６内に設けられているデータ取得システム（ＤＡＳ）３２が、検出器素子２０からアナログ・データをサンプリングして、後続の処理のためにこのデータをディジタル信号へ変換する。画像再構成器３４が、サンプリングされてディジタル化されたＸ線データをＤＡＳ３２から受け取って、高速画像再構成を実行する。再構成された画像はコンピュータ３６への入力として印加され、コンピュータ３６は大容量記憶装置３８に画像を記憶させる。
【０００９】
コンピュータ３６はまた、キーボードを有するコンソール４０を介して、操作者からコマンド（命令）及び走査用パラメータを受け取る。付設されている陰極線管表示器４２によって、操作者は、再構成された画像、及びコンピュータ３６からのその他のデータを観測することができる。操作者が供給したコマンド及びパラメータはコンピュータ３６によって用いられて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御器２８及びガントリ・モータ制御器３０へ制御信号及び情報を供給する。加えて、コンピュータ３６は、モータ式テーブル４６を制御するテーブル・モータ制御器４４を動作させて、患者２２をガントリ１２内で配置する。具体的には、テーブル４６は、患者２２の各部をガントリ開口４８を通して移動させる。テーブル４６はｚ軸方向に沿ってガントリ開口４８を通過するように移動可能になっている。
【００１０】
一実施例では、走査のために患者を自動的に配置する方法は、通例の走査を実行する前に患者２２をスカウト走査する工程を含んでいる。図３に示すように、患者２２の上方エッジＨｉ（ｚ）及び下方エッジＬｏ（ｚ）がそれぞれスカウト走査データから決定される。患者２２の中心Ｃ（ｚ）もまた各々の投影において決定される。Ｈｉ（ｚ）、Ｌｏ（ｚ）及びＣ（ｚ）はｚ軸方向におけるテーブル位置の関数として決定される。走査領域ＳＲもまたスカウト走査データから決定され、図３では、例としてテーブル位置ｚ1 とｚ2 との間に示されている。
【００１１】
次いで、イメージング・システム１０は、患者２２の中心Ｃ（ｚ）とアイソセンタ２４との間の距離ΔＣ（ｚ）、患者２２の上方エッジＨｉ（ｚ）とアイソセンタ２４との間の距離ΔＡH （ｚ）、及び患者２２の下方エッジＬｏ（ｚ）とアイソセンタ２４との間の距離ΔＡL （ｚ）とを次の式に従って決定する。
【００１２】
ΔＣ（ｚ）＝Ｃ（ｚ）−ＩＳＯ          ｚ1＜ｚ＜ｚ2
ΔＡH（ｚ）＝Ｈｉ（ｚ）−ＩＳＯ       ｚ1＜ｚ＜ｚ2
ΔＡL（ｚ）＝ＩＳＯ−Ｌｏ（ｚ）       ｚ1＜ｚ＜ｚ2
ここで、ｚ1 及びｚ2 は走査領域ＳＲの両限度を表わしており、ＩＳＯはアイソセンタ２４を表わしている。次いで、距離ΔＣ（ｚ）の最大値、並びに距離ΔＡH （ｚ）及びΔＡL （ｚ）の最小値が次の式に従って決定される。
【００１３】
ΔＣ（ｍａｘ）＝ＭＡＸ（ΔＣ（ｚ））
ΔＡH（ｍｉｎ）＝ＭＩＮ（ΔＡH（ｚ））
ΔＡL（ｍｉｎ）＝ＭＩＮ（ΔＡL（ｚ））
次いで、閾値Ｖ1 及びＶ2 が、予め設定されているＤＡＳ３２のゲインから決定され、これらの閾値を用いて、例えば、患者２２を移動させるべきか否か、及びどれだけ移動させるべきかを次の式に従って決定する。
【００１４】
ΔＣ（ｍａｘ）＜Ｖ1 であるならば、移動しない、他の場合には、
ΔＡH（ｍｉｎ）＞Ｖ2であり且つΔＡL（ｍｉｎ）＞Ｖ2であるならば、移動しない、他の場合には、
ΔＡH（ｍｉｎ）＜Ｖ2であるならば、テーブルを上方へ（Ｖ2−ΔＡH（ｍｉｎ））だけ移動せよ、
ΔＡL（ｍｉｎ）＜Ｖ2であるならば、テーブルを下方へ（Ｖ2−ΔＡL（ｍｉｎ））だけ移動せよ。
【００１５】
テーブル４６を移動させた後に、次の比較の真偽が再び決定される。
【００１６】
ΔＡH（ｍｉｎ）＞Ｖ2であり且つΔＡL（ｍｉｎ）＞Ｖ2である
上の文が真でなければ、走査領域ＳＲを小領域に分割して、各々の小領域が固有の適切な閾値を有するようにすると望ましかろう。
【００１７】
一実施例では、上述の方法を用いて走査中にテーブル４６を上下方向にすなわちｙ軸方向に絶えず移動させて患者２２が常に中心配置されるようにする。他の実施例では、走査領域を分割して、異なるテーブル高さを要求する小領域とする。次いで、テーブル高さが、最適な患者の位置を維持しながら特定の走査小領域にわたって一定に維持されるように、適切な閾値が選択される。次いで、テーブルの運動に従って異なる画像を再構成して、テーブルが恰も移動しなかったかのようにしてｙ軸において整列した画像集合（図示されていない）を形成する。また、上述の実施例を用いて、患者が側方を向いて載置されている場合の中心配置を確実にするように患者の左右の配置を調節することもできる。上述の実施例は、オーバ・レンジを回避しながら画像雑音を減少させる相対的に高いＤＡＳゲインの利用を可能にする。
【００１８】
本発明の特定の実施例を詳細に記述すると共に図解したが、これらは説明及び例示のみを意図したものであって、限定のためのものであると解釈してはならないことを明確に理解されたい。閾値Ｖ1 及びＶ2 は一例であるに過ぎず、他の実施例では、閾値の組又は単一の閾値が用いられる。本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの組み合わせを用いて具現化され得る。ＣＴシステムを参照して本発明を記載したが、本発明を他の形式のイメージング・システムと共に用いることもできる。加えて、ここに記載したＣＴシステムは、Ｘ線源及び検出器の両方がガントリと共に回転する「第３世代」システムである。個々の検出器素子を補正して所与のＸ線ビームに対して実質的に一様な応答を与えるようにすれば、検出器がフル・リング型の静止式検出器であってＸ線源のみがガントリと共に回転するような「第４世代」システムを含めた他の多くのＣＴシステムを用いることができる。更に、ここに記載したシステムはアキシャル・スキャンを行なっている。しかしながら、本発明は、ヘリカル・スキャンと共に用いることもできる。従って、本発明の主旨及び範囲は、特許請求の範囲及び法的な同等物によって限定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＴイメージング・システムの見取り図である。
【図２】図１に示すシステムのブロック概略図である。
【図３】患者の中心、上方エッジ及び下方エッジをテーブルのｚ方向の関数として示すグラフである。
【符号の説明】
１０  計算機式断層撮影（ＣＴ）イメージング・システム
１２  ガントリ
１４  Ｘ線源
１６  Ｘ線ビーム
１８  検出器アレイ
２０  検出器素子
２２  物体
２４  アイソセンタ
２６  制御機構
２８  Ｘ線制御器
３０  ガントリ・モータ制御器
３２  データ取得システム（ＤＡＳ）
３４  画像再構成器
３６  コンピュータ
３８  記憶装置
４０  コンソール
４２  陰極線管表示器
４４  テーブル・モータ制御器
４６  モータ式テーブル
４８  ガントリ開口
【図１】
0004664493.tif 000002
【図２】
0004664493.tif 000003
【図３】
0004664493.tif 000004