(57)【要約】【課題】操作者の負担を軽減するＸ線ＣＴ装置を提供する。【解決手段】検出器から得られるＲＡＷデータにスライス番号、スキャン番号、回転盤角度情報等をヘッダとして付加し、このヘッダに基づいて断層像を間欠的に再構成し表示させる。特にボリュームスキャンにおいては、一定角度のデータを利用して再構成した擬似スキャノグラム画像を利用し、操作者がこの擬似スキャノグラム画像に関心部位と後再構成処理を指定すると、その部位に関するデータを読み出して画像を再構成し表示させる。【選択図】  図７
2005143947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の指定された体軸方向範囲において該被検体を体軸周りにスキャンして透過Ｘ線データを取得する手段と、
前記取得した透過Ｘ線データを一時的に記憶する記憶手段と、
前記取得した透過Ｘ線データの内の所定の時間間隔、または所定のスライス間隔に対応する透過Ｘ線データに基づいて間欠的に断層像を再構成する再構成手段と、
前記再構成した断層像を表示する表示手段と、
を備えるＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記記憶手段は前記取得した透過Ｘ線データを前記被検体の体軸周りの角度と対応付けて記憶し、
前記記憶された透過Ｘ線データの内指定された角度に対応する透過Ｘ線データを用いて前記被検体の擬似スキャノグラム画像を再構成する手段と、前記擬似スキャノグラム画像にユーザの指示入力に基づいて関心領域を設定する手段と、前記記憶された透過Ｘ線データの内前記関心領域に対応する透過Ｘ線データに基づいて第二の断層像を再構成する手段とをさらに備え、
前記表示手段は、前記擬似スキャノグラム画像及び前記第二の断層像を表示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３】
前記擬似スキャノグラム画像にユーザの指示入力に基づいてデータ記録領域を設定する手段と、前記記憶された透過Ｘ線データの内前記データ記録領域に対応する透過Ｘ線データを記録する手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２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、断層像やスキャノグラム画像の再構成等を行うＸ線ＣＴ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置ではＸ線管とＸ線検出器が対向して配置され、Ｘ線管から照射されるＸ線ビームが被検体を透過してＸ線検出器に入射する。検出器に入射するＸ線の線量は被検体の透過率に従って元のＸ線から減衰しており、その減衰量をプリアンプによってデジタル電気信号に変換する。被検体は可動寝台によってＸ線管とＸ線検出器の間を体軸方向に移動できるようになっており、制御信号で移動量や進行方向を変えることができる。
【０００３】
対向して配置されたＸ線管およびＸ線検出器は回転盤に搭載されており、制御信号によって被検体の周りを回転しながら一定間隔でＸ線を被検体に照射し、プリアンプで電気信号に変換したのちデータ伝送システムによって画像処理装置にデータを伝送する。画像再構成に必要な一連のデータはＸ線管と検出器が１回転する間に検出される全ての投影角に対するデータから構成され、チャンネル方向成分と投影角成分とスライス方向成分を持つ３次元データである。
【０００４】
Ｘ線ＣＴ装置の回転盤と静止側に設けられたデータ伝送システムは、検出器から入力されたデータを電気信号または光信号などによる伝送ラインで数データごとに画像処理装置へ伝送する。画像処理装置は伝送されたデータに対して画像再構成処理を行い、操作卓のモニタに画像を表示する。
【０００５】
このようにして再構成した画像が複数組の場合に、解剖学的な断層位置が略同一の断層像対を表示させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
さらに、回転盤が回転中に被検体を乗せた可動寝台を移動させながらＸ線を被検体に照射することで、体軸方向に連続なスキャン画像を得ることができる。このスキャン方法をボリュームスキャンといい、スライス厚に対するスキャン１回転あたりの可動寝台の移動距離をヘリカルピッチという。
【０００７】
また、回転盤を一定角度に固定した状態で被検体を乗せた可動寝台のみを移動させながらＸ線を被検体に照射することで、単純なＸ線透視画像であるスキャノグラム画像を再構成することができる。
【特許文献１】特開平８−２９４４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のような従来のデータ処理方法では、ＲＡＷデータを逐次的に再構成して、全てのスキャン画像を表示していた。しかしながら、特に多スライスに分割された検出器を搭載するマルチスライスＸ線ＣＴ装置では大量のＲＡＷデータが発生するため、全てのスキャン画像を表示すると全ての画像を確認するために多大な時間、労力が必要となり操作者の負担が大きくなると共に、画像データ量が増大しデータ保管のために大容量の記憶装置が必要になる。
【０００９】
本発明は上記事情を鑑みてなされたもので、操作者の負担を軽減するＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本願発明第一の特徴に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体の指定された体軸方向範囲において該被検体を体軸周りにスキャンして透過Ｘ線データを取得する手段と、前記取得した透過Ｘ線データを一時的に記憶する記憶手段と、前記取得した透過Ｘ線データの内の所定の時間間隔、または所定のスライス間隔に対応する透過Ｘ線データに基づいて間欠的に断層像を再構成する再構成手段と、前記再構成した断層像を表示する表示手段と、を備える。
【００１１】
本願発明第一の特徴に係るＸ線ＣＴ装置では、断層像が間欠的に表示されるので、操作者が観察・確認すべき画像が少なくなり、負担が軽減される。なお、被検体をスキャンして得られた透過Ｘ線データは記憶手段に記憶されているので、このデータに基づいて詳細な画像処理を行ったり、必要なデータのみを保存するようにしてよい。
【００１２】
本願発明第二の特徴に係るＸ線ＣＴ装置は、本願発明第一の特徴に係るＸ線ＣＴ装置において、前記記憶手段は前記取得した透過Ｘ線データを前記被検体の体軸周りの角度と対応付けて記憶し、前記記憶された透過Ｘ線データの内指定された角度に対応する透過Ｘ線データを用いて前記被検体の擬似スキャノグラム画像を再構成する手段と、前記擬似スキャノグラム画像にユーザの指示入力に基づいて関心領域を設定する手段と、前記記憶された透過Ｘ線データの内前記関心領域に対応する透過Ｘ線データに基づいて第二の断層像を再構成する手段とをさらに備え、前記表示手段は、前記擬似スキャノグラム画像及び前記第二の断層像を表示することを特徴としている。
【００１３】
本願発明第二の特徴に係るＸ線ＣＴ装置では、操作者は擬似スキャノグラム画像を参照し、関心領域を設定することで、必要な部分の断層像を詳細に観察・確認することができる。また、このような関心領域の設定や断層像の確認は、繰り返し自由に行うことができる。さらに、このような処理は既に取得されている透過Ｘ線データに基づいて行うので、擬似スキャノグラム画像の再構成や関心領域部分の断層像再構成のために新たなスキャンを行う必要はなく、被検体の被曝量が増加することもない。
【００１４】
本願発明第三の特徴に係るＸ線ＣＴ装置は、本願発明第一の特徴または本願発明第二の特徴に係るＸ線ＣＴ装置おいて、前記擬似スキャノグラム画像にユーザの指示入力に基づいてデータ記録領域を設定する手段と、前記記憶された透過Ｘ線データの内前記データ記録領域に対応する透過Ｘ線データを記録する手段とをさらに備えることを特徴としている。
【００１５】
本願発明第三の特徴に係るＸ線ＣＴ装置では、記憶手段に記憶された透過Ｘ線データのうち必要な部分のデータのみを記憶することができるので、データ保管に必要な記憶容量を低減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明に係るＸ線ＣＴ装置では、操作者の負担が軽減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面に従って、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１８】
図１に、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置１００の構成を示す。Ｘ線ＣＴ装置１００は、Ｘ線管２とそれに対向して配置されたＸ線検出器３を搭載した検出部と、Ｘ線管２およびＸ線検出器３を同一平面上に固定して被検体の周りを回転させる回転盤５と、被検体６を体軸方向に移動できる可動寝台７と、Ｘ線検出器３の出力データをデジタル信号に変換するプリアンプ４と、デジタル信号を画像処理装置に伝送するデータ伝送システム８、９と、検出データに基づいて画像処理を行う画像処理装置１０と、画像を表示させるモニタ１１とから構成される。
【００１９】
このＸ線ＣＴ装置１００は、Ｘ線管２およびＸ線検出器３を被検体６の周りを回転させながらＸ線を照射し、被検体６を透過したＸ線を検出器３で収集し、その検出データに基づいて画像処理装置１０で再構成演算を行い、断層像、３Ｄ画像などを表示させる。
【００２０】
まず、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置１００の概要を説明する。図２は本発明のデータフローを示すブロック図である。１４は大容量メモリで、スライス・スキャン毎にメモリアドレスを行列状に分割して保存でき、画像処理装置１０から自由にアクセスできるように実装する。実装方法としては、スキャン数、検出器のスライス数、患者数から決定した記憶容量を持つようにメモリを並列に配列したものやそれに代わる他の大容量記憶デバイスを利用する。
【００２１】
８、９はデータ伝送システムで、検出器３から得られるＲＡＷデータに回転盤角度検出器１５から得られる回転盤角度情報（図８）と、Ｘ線スキャナ制御回路１６から得られる投影番号・スライス番号・スキャン番号を含んだヘッダを追加し、画像処理装置１０へデータを伝送する。伝送データのフォーマットを図３に示す。
【００２２】
画像処理装置１０は、伝送されたデータのヘッダの投影番号・スライス番号・スキャン番号を利用してメモリアドレスを行列状に分割して大容量メモリ１４にＲＡＷデータを保存する。この大容量メモリへの保存を図４に示す。続いて、画像処理装置１０はスライス番号・スキャン番号が撮像条件であらかじめ定めておいた番号に該当している場合にのみメモリから画像データを読み出して再構成演算を行い、画像を間引きながらモニタ１１に表示させる。図５に大容量メモリからの読込みを示す。
【００２３】
さらにこれと同時に、回転盤角度情報をもとに頭部プロトコルならば９０°、胸部プロトコルならば０°などのように操作者が撮影条件で指定した任意の一定角度のＲＡＷデータを読み出し、可動寝台７の移動量、進行方向などの情報から再構成演算を行い、擬似的なスキャノグラム画像を表示させる。
【００２４】
スキャン終了後、操作者が擬似的なスキャノグラム画像上で関心部位とスライス厚、２Ｄ／３Ｄ表示、後再構成処理を指定すると、画像処理装置が必要なスライス番号・スキャン番号を判断して大容量メモリに保存されているＲＡＷデータを自在に読み出して、必要な再構成演算を行い詳細な画像を表示させる。
【００２５】
また、検査終了時または次の患者の検査に移る時は、操作者が擬似スキャノグラム画像上で必要な範囲を指定することで、大容量メモリに保存されたＲＡＷデータの中から特定のスキャン番号ならびにスライス番号に該当するものだけをハードディスクや光ディスクなどの記憶装置１３に保管し、あとで再びデータを読出して画像を観察することが可能である。すべてのデータを保存しないので、記憶装置１３の記憶領域を節約することができる。図６に画像処理装置のブロック図を示し、図７に動作のフローチャートを示す。
【００２６】
次に、擬似スキャノグラム画像の再構成方法を説明する。図１０に示すようにボリュームスキャンのＲＡＷデータから擬似スキャノグラム画像を再構成するには、スライス数とヘリカルピッチの関係によって、一連のＲＡＷデータに間隙が生じてしまう。したがって各ピッチに対応した補間演算が必要になる。ヘリカルピッチとは、スライス厚に対するスキャン１回転あたりの可動寝台移動距離である。以下の説明では、簡単のためスライス数４のＸ線ＣＴ装置について代表的なヘリカルピッチ３、５、７の場合を例として説明する。
【００２７】
まず、演算の前処理として可動寝台の進行方向とヘリカルピッチの情報が取得されているものとし、可動寝台の進行方向に関わらず画像表示方向が上下左右一定になるように画像反転処理が終了しているものとする。以下、図１１を用いてそれぞれのピッチに対して説明を行う。ここでは回転盤角度（一定）をφ、チャンネル番号（１起算）をｊ、１回転ごとに加算するスキャン番号（１起算）をｍ、スライス番号（１起算）をnとし、ＲＡＷデータを４次元行列Dφ, j, m, nと表現する。また、補間配列後のＲＡＷデータを体軸方向の位置（１起算）をzとして２次元行列Gj,zと表現する。
（１）ヘリカルピッチ３の場合
１ピッチ分のＲＡＷデータが重複しているため、４番目のスライスを除いたスライスから一定角度のＲＡＷデータを抽出して配列する。
【００２８】
補間配列後のＲＡＷデータGj,zは、
【数１】
2005143947.tif 000003
と書き表される。
（２）ヘリカルピッチ５の場合
一定角度のＲＡＷデータにおいて４ピッチごとに1ピッチ分の間隙が生じてしまうため、一定角度のＲＡＷデータのみでは画像を再構成できない。そこで、１８０°反対側からの投影データである対向データを利用して補間演算を行う。図１１に示すように、間隙部分を補間するためにスライス２、３の対向データを用いる。
補間データGi j,zは、
【数２】
2005143947.tif 000004
ここで、Gi j,zは対向データから導出したことにより鏡像になっているので、画像反転処理を加える。
【００２９】
画像反転処理後の補間データGi'j,zは、チャンネル数をPとすると、
【数３】
2005143947.tif 000005
と書き表される。
【００３０】
補間配列後のＲＡＷデータGj,zは、
【数４】
2005143947.tif 000006
と書き表される。
（３）ヘリカルピッチ７の場合
（２）の場合と同様に、４ピッチごとに３ピッチ分の間隙が生じてしまうため、対向データを利用して補正処理を行う。
【００３１】
補間データGi j,zは、
【数５】
2005143947.tif 000007
【数６】
2005143947.tif 000008
【数７】
2005143947.tif 000009
ここで、（２）の場合と同様にGi j,zは対向データから導出したことにより鏡像になっているので、画像反転処理を加える。
【００３２】
画像反転処理後の補間データGi'j,zは、チャンネル数をPとすると、
【数８】
2005143947.tif 000010
と書き表される。
【００３３】
補間配列後のＲＡＷデータGj,zは、
【数９】
2005143947.tif 000011
と書き表される。
【００３４】
以上のようにして得られた補間配列後のＲＡＷデータを逆投影演算することによって、スライス数４のＸ線ＣＴ装置においてヘリカルピッチ３、５、７に対して擬似スキャノグラム画像を得ることができる。さらに、この演算方法を応用すれば任意のスライス数、ヘリカルピッチに対して擬似スキャノグラム画像を再構成することができる。
【００３５】
最後に、擬似スキャノグラム画像における関心部位の指定方法を説明する。これは、上に述べた擬似スキャノグラム画像の再構成演算の中で、補間配列後のＲＡＷデータGj,zの体軸方向の位置zと、スキャン番号m、スライス番号nが関連付いていることを利用して実現することができる。補間配列処理の中では、zは次式のようにm,nの関数で書き表される。
【数１０】
2005143947.tif 000012
この関数は一意的な関係にあるので、m,nはzによって特定することができ、
【数１１】
2005143947.tif 000013
と書き表すことができる。
【００３６】
しかしながら、それぞれのピッチで体軸方向の位置に関連付けられるスキャン番号・スライス番号が異なるので、ピッチごとに関連付けた情報を参照できるように参照テーブルを作成しておく。このようにすることで、擬似スキャノグラム画像上で指定された部位、スライス厚の座標データを補間配列後のＲＡＷデータ上の座標に逆変換してチャンネル数と体軸方向の位置を算出し、さらにそこから関連付けられたスキャン番号と、スライス番号を求めることができる。
【００３７】
このように特定されたＲＡＷデータに対して、操作者が指示する任意の２Ｄ／３Ｄ処理や、後再構成処理などを行うことで、自在に画像を観察することができる。この処理そのものは、ハードディスクなどの記憶装置に保存されたＲＡＷデータに適用できるものであり、大容量メモリを持たない装置にも適応することが可能である。
【００３８】
また、このＲＡＷデータの特定は、画像処理への利用に限らず、特定のＲＡＷデータのみを記憶装置に保管することにも利用することができる。図１２に擬似スキャノグラム画像における関心部位の指定の説明図を示す。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置１００では、大量なデータが発生するボリュームスキャンでの画像操作が簡単に行える。ボリュームスキャン中は一定間隔ずつ画像を観察できるので、操作者の負担を軽減しつつ従来と同様の診断が行える。
【００４０】
また、スキャノグラムでのプランニングの代わりにボリュームスキャンによる擬似スキャノグラムを利用してプランニングと撮影を同時に行えば、被検体の無効被曝を軽減することができる。
【００４１】
さらに、スキャン終了後、擬似スキャノグラム画像において関心部位とスライス厚、２Ｄ／３Ｄ表示、後再構成処理を指定すると、その部位を再構成した画像が表示され、詳細に観察できる。このように、ボリュームスキャンなどで得られる大量のスキャン画像を操作者が必要な分だけに制限して観察・保存できるので大量な画像データの操作を意識しなくてよく、操作者の負担にならない。
【００４２】
また、擬似スキャノグラム画像から特定のＲＡＷデータを指定して記憶装置に保管することができるので、記憶領域を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成図である。
【図２】本発明の一の実施形態に係り、データフローを示すブロック図である。
【図３】本発明の一の実施形態に係り、データ伝送フォーマットを示す図である。
【図４】本発明の一の実施形態に係り、大容量メモリへのデータ保存を示す図である。
【図５】本発明の一の実施形態に係り、大容量メモリからのデータ読込みを示す図である。
【図６】本発明の一の実施形態に係り、Ｘ線ＣＴ装置を示すブロック図である。
【図７】本発明の一の実施形態に係り、動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一の実施形態に係り、回転盤角度情報を示す図である。
【図９】本発明の一の実施形態に係り、１画像のデータを示す図である。
【図１０】本発明の一の実施形態に係り、ＲＡＷデータとヘリカルピッチを示す図である。
【図１１】本発明の一の実施形態に係り、擬似スキャノグラムの補間演算を示す図である。
【図１２】本発明の一の実施形態に係り、擬似スキャノグラム画像における関心部位の指定を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１００・・・Ｘ線ＣＴ装置、１・・・Ｘ線スキャナ、２・・・Ｘ線管、３・・・Ｘ線検出器、４・・・プリアンプ、５・・・回転盤、６・・・被検体、７・・・可動寝台、８・・・データ伝送システム（送信装置）、９・・・データ伝送システム（受信装置）、１０・・・画像処理装置、１１・・・モニタ、１２・・・操作卓、１３・・・記憶装置、１４・・・大容量メモリ、１５・・・回転盤角度検出器、１６・・・Ｘ線スキャナ制御回路
【図１】
2005143947.tif 000014
【図２】
2005143947.tif 000015
【図３】
2005143947.tif 000016
【図４】
2005143947.tif 000017
【図５】
2005143947.tif 000018
【図６】
2005143947.tif 000019
【図７】
2005143947.tif 000020
【図８】
2005143947.tif 000021
【図９】
2005143947.tif 000022
【図１０】
2005143947.tif 000023
【図１１】
2005143947.tif 000024
【図１２】
2005143947.tif 000025