(57)【要約】  【課題】  動きのある心臓等と、高画質化のために高X線量、高管電流の必要な腹部や脚等の両方の撮像が可能なX線CT装置を提供する。  【解決手段】  被検体（3）を中心にして対向するようにX線源（4）とX線検出器（6）とを配置したガントリを、被検体（3）を中心にして円周方向に回転させながら、X線源（4）から被検体（3）に向かってX線を照射し、X線検出器（6）により、被検体（3）を透過したX線のスキャンデータを検出し、該検出したスキャンデータより画像再構成演算を行って被検体（3）の体軸を横断する任意の断面の断層撮影像を得るX線CT装置において、検出部位の大きさに応じて、前記ガントリのスキャン回転数を可変設定する手段（20）と、前記スキャンを複数回行った場合には複数のスキャンデータを加算したデータを用いて画像形成をする手画像処理装置(23）を備える。【選択図】      図１
2005040465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を中心にして対向するようにＸ線源とＸ線検出器とを配置したガントリを、前記被検体を中心にして円周方向に回転させながら、前記Ｘ線源から前記被検体に向かってＸ線を照射し、前記Ｘ線検出器により、前記被検体を透過したＸ線のスキャンデータを検出し、該検出したスキャンデータより画像再構成演算を行って前記被検体の体軸を横断する任意の断面の断層撮影像を得るＸ線ＣＴ装置において、検査部位の大きさに応じて、前記ガントリのスキャン回転数を可変設定する手段と、前記スキャンを複数回行った場合には複数のスキャンデータを加算したデータを用いて画像形成をする手段を備えたことを特徴とする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装置に係わり、特に、動きのある心臓等と、高画質化のために高X線量、高管電流の必要な腹部や脚等の両方の撮像が可能なX線CT装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
X線CT装置は、被検体を中心にして対向して配置された1対のX線源とX線検出器を円周方向に円周上を回転させながら、X線源からX線を被検体に向かって照射し、前記X線源と対向して円弧状に複数の検出素子を配置されたX線検出器によって、被検体を透過して減弱したX線量を検出し、その検出した減弱データより画像再構成演算を行って、被検体の体軸と垂直な断面の断層像を得るものである。
【０００３】
このような単管球方式のX線CT装置で品質の良いCT透視像を得ることを目的として、特許文献1記載の従来技術がある。特許文献1記載のX線CT装置では、CT透視像において異常の有無を監視しながら、適宜撮影テーブルを調節し、異常が発見された場合に撮影テーブルを停止させる。そして、同一のスライスを重複して連続スキャンしてビューデータ平均をとることによって、S／Nの良い画像を得る。
【０００４】
【特許文献１】特開平10-5208号公報
【０００５】
一方近年、心臓等の動きの速い臓器の画像を得るために、実用化あるいは提案されているX線CT装置に、3つ以上のX線管とX線検出器の対を対向してスキャナ回転部に搭載した多管球方式のX線CT装置がある（例えば、特許文献2参照。）。
【特許文献２】特開2003-79608号公報
【０００６】
上記特許文献2記載の多管球方式のX線CT装置によれば、3つのX線管とX線検出器の対を備え、0.6秒で1つのX線管を回転させることによって、例えばハーフ再構成法を用いることにより、0.1秒で1つの画像を再構成することができる。この高速化により心臓のように周期的に動く臓器の撮影が可能であるが、逆に短い時間で1つの画像を得るために、単位時間に多くのX線量を照射しなければならないため、大きな管電流を印加を必要とする。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献2記載の多管球方式のX線CT装置では、3つ以上のX線管とX線検出器の対をスキャナ回転部に搭載する構造のため、搭載できるX線管の大きさに構造上の制約がある。この場合、小さなX線管ではX線管のターゲットの大きさも小さくしなければならないが、小さなターゲットでは熱容量も小さくなるため、溶けないようにするためには印加する管電流量を制限せざるを得ない。
【０００８】
低い管電流の場合、心臓の撮影の場合には高い画質は必要としないので十分であったが、被検体の大きなサイズの部位（例えば、腹部）の撮影では、診断のために高い画質を必要とするので、低い管電流では画像のコントラストが不十分となる。
【０００９】
上記特許文献1記載のビュー平均により複数回スキャンして、S／Nの良い画像を得ることも可能であるが、ビュー平均を計算してしまうと得られた画像のコントラストは向上せず、医師が画像を診断する場合に、病変を識別しにくいという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、動きのある心臓等と、高画質化のために高X線量、高管電流の必要な腹部や脚等の両方の撮像が可能なX線CT装置を提供することにある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、被検体を中心にして対向するようにX線源とX線検出器とを配置したガントリを、前記被検体を中心にして円周方向に回転させながら、前記X線源から前記被検体に向かってX線を照射し、前記X線検出器により、前記被検体を透過したX線のスキャンデータを検出し、該検出したスキャンデータより画像再構成演算を行って前記被検体の体軸を横断する任意の断面の断層撮影像を得るX線CT装置において、検査部位の大きさに応じて、前記ガントリのスキャン回転数を可変設定する手段と、前記スキャンを複数回行った場合には複数のスキャンデータを加算したデータを用いて画像形成をする手段を備えたことを特徴とするX線CT装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、動きのある心臓等と、高画質化のために高X線量、高管電流の必要な腹部や脚等の両方の撮像が可能なX線CT装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を添付図面に沿って具体的に説明する。
本発明は、単管球方式X線CT装置と多管球方式X線CT装置とのいずれについても適用可能であるが、実施形態では3管球方式のものを例にとる。図1に、本発明の実施形態におけるX線 CT装置の構成図を示す。
【００１４】
図1に、本発明の実施形態におけるX線 CT装置の構成図を示す。3管球方式X線CT装置は主に回転板から構成されるガントリ1と、ガントリ1の中央部に配置されるテーブル2から成り、被検体3はテーブル2の上に載せられる。ガントリ1にはそれぞれ3対の、被検体3にX線を照射するX線管4と、X線管4に高電圧を印加するための高電圧発生装置5と、X線管4に相対向して配置され、X線管4より照射され被検体2を透過したX線を検出するX線検出器6等が120°ずつ角度を変えて搭載される。
【００１５】
また、ガントリ1には、モータやベルトから成りガントリ1を回転駆動するためのガントリ回転機構7が設けられ、一方ガントリ1外部には、ガントリ回転機構7によるガントリの回転駆動を制御するためのガントリ回転制御機構8が設けられ、それらは接続されている。ガントリ回転制御機構8はガントリ回転機構7内のモータに適切な大きさの駆動電圧を印加することにより、ガントリ1の回転駆動を制御する。
【００１６】
また、テーブル2の下側にはモータ等から成りテーブル2を動かすためのテーブル移動機構9が設けられ、一方ガントリ1外部には、テーブル移動機構9によるテーブル2の移動を制御するためのテーブル移動制御装置10が設けられ、それらは接続されている。テーブル移動制御装置10はテーブル移動機構9内のモータに適切な大きさの駆動電圧を印加することによりテーブル2の移動を制御する。
【００１７】
また、ガントリ1内には、ガントリの回転位置を検出するためにガントリ位置検出装置11が設けられ、テーブル2の下側にはテーブルの位置を検出するためのテーブル位置検出装置12が設けられている。
【００１８】
更に、ガントリ1外部には、上記ガントリ1の回転やテーブル2の位置等を、良質な画質の画像を得るために最適とするための調整を行うオーバーラップ制御装置20と、操作者が撮影条件（撮影部位、スキャン速度、管電流、管電圧等）や撮影開始信号等を入力するための操作卓21と、X線CT装置のシステム全体を制御するホストコンピュータ22と、X線検出器6で得られたX線検出データより画像再構成処理等を行う画像処理装置23と、画像処理装置23で得られた画像を表示するためのディスプレイ24が設けられている。
【００１９】
そして、オーバーラップ制御装置20はガントリ回転制御機構8とテーブル移動制御機構10とガントリ位置検出装置11とテーブル位置検出装置12と操作卓21とホストコンピュータ22に接続され、操作卓21はホストコンピュータ22に接続され、ホストコンピュータ22は高電圧発生装置5とガントリ回転制御機構8とテーブル移動制御装置10と画像処理装置23に接続され、画像処理装置23はX線検出器6とディスプレイ24に接続されている。
【００２０】
オーバーラップ制御装置20は操作卓21により操作者が入力した撮影条件等を受け取り、それに基いて適切な画質のX線CT画像を得るために必要な、ガントリの回転やテーブルの位置等を、後述する考え方に従って決定する。そして、決定したガントリの回転やテーブルの位置等をガントリー回転制御機構8とテーブル移動制御機構10に送信する。ホストコンピュータ22は、操作卓21により操作者が入力した撮影条件、撮影開始信号等を受け取り、それらに基いてX線管4への電圧印加命令を高電圧発生装置5へ、ガントリ回転指令をガントリ回転制御装置8へ、テーブル移動指令をテーブル移動制御装置10へ送信する。画像処理装置23はX線検出器6で得られたX線検出データより画像再構成処理を行い画像を生成し、画像データをディスプレイ24へ送信する。ディスプレイ24は画像処理装置23により送信された画像データを基に画像を表示する。
【００２１】
更にオーバーラップ制御装置20は図2のように内部に、操作卓21により操作者が入力した撮影条件等を受け取り、各撮影部位を撮影するのに適切なガントリの回転やテーブルの位置等を計算する計算手段201と、被検体の各撮影部位の撮影に必要なX線量、テーブルの移動速度を何種類か記憶しておく記憶手段202とを具備し、計算手段201を外部の装置と接続されていて、計算手段201と記憶手段202はオーバーラップ制御装置20内部で接続されている。
【００２２】
次に図3に、図1に示したX線 CT装置をガントリ1の鉛直上方向から見た図を示す。1aはガントリのカバー、2はテーブル、3は被検体、3aは被検体3の頭部、3bは被検体3の心臓部、3cは被検体3の腹部、3dは被検体3の脚部、4と6は3対設けられた内の1対のX線管とX線検出器を示したものであり、図3ではX線管とX線検出器を被検体の側面に配置したところである。図3において、被検体3を載せたテーブル2は被検体3の頭部3a方向へ移動可能であり、脚部3ｄ方向へも移動可能である。これにより被検体の心臓部3bをX線照射範囲とすることが可能であるし、被検体の腹部3cや脚部3ｄをX線照射範囲とすることが可能である。
【００２３】
しかしながら、心臓等の動きの速い臓器の画像を得るために提案されている3管球式X線CT装置をそのまま適用して被検体の腹部3cを撮像しようとすると、次の問題が生じる。次にこれを説明する。先ず、3管球方式X線CT装置において、1X線管当たりに流せる管電流の最大値を500mAとすると、3系統のX線管等を搭載しているので、3つのX線管で合わせて1500mA相当の電流を印加できる。また3管球方式X線CT装置では、3系統のX線管等を搭載しているので、1つのX線管当たり0.6秒で1回転できるような速さで回転させれば、例えば、ハーフ再構成法を用いることにより0.6×(1/3)×(1/2)＝0.1秒で全方位からのデータが得られ完全な再構成画像が得られる。この時、0.1秒をスキャン時間と定義し、スキャン時間に1つのX線管が回転する角度(360°/(0.6/0.1))＝60°)をスキャン角度と定義する。スキャン時間0.1sは心臓撮影の要求に耐えられる値である。
【００２４】
一方、被検体3内の撮影する部位によって、撮影の際必要とされる画質の要求は異なるので、各部位に適した画質を保つために必要とされるX線線量も異なる。例えば、心臓の場合1画像を生成するために必要とされるX線線量は100mAsであるが、腹部の場合サイズが大きいので250mAsである。この値を上記スキャン時間0.1秒の場合の管電流値に置きかえると、心臓の場合100/0.1＝1000mAの管電流値が必要であるが、腹部の場合250/0.1＝2500 mAの管電流値が必要である。この計算によれば、[００２３]で3管球方式X線CT装置は最大管電流が1500mAであったので、心臓の撮影の場合管電流は十分であるが、腹部の撮影の場合管電流は不足するということになる。
【００２５】
そこで本実施の形態では、オーバーラップ制御装置20によりテーブルを停止させた状態でX線管4とX線検出器6を2スキャン分回転させると設定して、画像処理装置23により各スキャンで得られた同一ガントリ回転角度のスキャンデータあるいはその対向データ（X線量）を加算して、その結果より画像再構成を行うことにより、この問題を解決する。本実施の形態では0〜0.1秒と0.1〜0.2秒において、X線管4とX線検出器6の位置関係が逆になる回転角度があらわれるので、180度位置関係が対向する回転角度でのデータを画像処理装置（23）において加算し、得られたデータより画像再構成を行う。その結果0.2秒かけて1つの画像を再構成することができる。ここで、[００２４]で行った計算をもう一度行うと、腹部で十分な画質を得るのに必要な管電流値は250/0.2＝1250mAとなる。一方3管球方式X線CT装置で印加できる管電流の最大値は1500mAであったので、2スキャン回転させて1つの画像を得ることにより、腹部の撮影での管電流不足の問題を解決できたことになる。
【００２６】
以上実施形態によれば、動きのある心臓等と、高画質化のために高X線量の必要な腹部や脚等の両方の撮像が可能となる。本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形できる。例えば、本発明は近年実用化されているマルチスライスX線CT装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態におけるX線 CT装置の構成図。
【図２】オーバーラップ制御装置20内部の構造。
【図３】X線 CT装置をガントリ1の鉛直上方向から見た図。
【符号の説明】
【００２８】
20…オーバーラップ制御装置
23…画像処理装置
【図１】
2005040465.tif 000003
【図２】
2005040465.tif 000004
【図３】
2005040465.tif 000005