(57)【要約】【課題】非常に手間と時間のかかる腰椎検査時のスライス設定を最小限の手間で自動的に行う。【解決手段】ディスプレイ画面１９上に腰椎が現れたＸ線透過像を表示し、その透過像上で腰椎の椎体または椎間内にポイントを位置決めすると、操作コンソール１８内に収められた中央制御装置が、ポイントどうしを順次結ぶラインを生成するとともに、そのラインに平行なラインを生成し、これらライン上の画素値データ分布を求め、さらにこの画素値データ分布としきい値との交点の中央点をそれらラインごとに求め、この中央点を結ぶ直線を求めて、この直線をスライス位置および角度を規定するものとし、こうして規定されたスライス面でＸ線管１４とＸ線検出器１５とによるＸ線スキャンが行われるようベッド装置１７による被検体１０の位置決めと保持装置１６によるガントリ１１のティルトの制御がなされる。【選択図】図１
2005287731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を位置決めする位置決め手段と、この位置決めされた被検体に対してＸ線管とＸ線検出器とによるＸ線のスキャンを行うスキャン手段と、このスキャンによって収集したデータからＣＴ像を再構成する画像再構成手段と、上記のスキャンを停止した状態で被検体をＸ線管およびＸ線検出器に対して移動させることにより得た、腰椎が現れているＸ線透過像上で腰椎部分に手動で位置決めされた複数のポイントを順次結ぶラインを作成する手段と、上記のラインに平行な少なくとも１本のラインを作成する手段と、これらのライン上の画素値データ分布曲線としきい値とが交差する点およびそれら交点の中央点を求めて、各ライン上の中央点を結ぶ直線を求める手段と、該直線をスライス面位置・角度を表わすものとして用いてそれらスライス面でのスキャンが順次行われるよう上記位置決め手段とスキャン手段とを制御する手段とを有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｘ線ＣＴ装置に関し、とくに腰椎検査に好適なＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置を用いて腰椎検査を行う場合、腰椎軸に直角なスライス面を椎体内または椎間内に設定して撮像を行う必要がある。そのため、従来では、たとえば下記の特許文献１などに記載されているように手動でそのスライス設定を行っている。まず、Ｘ線透過像を撮影しこれをディスプレイ装置の画面に表示する。この画面には腰椎の画像つまり骨部（椎体）が並んでいる（椎体と椎体の間は椎間と呼ばれる）画像が現れているので、その画面上のラインカーソルを手動操作により動かして、椎体や椎間を腰椎軸（骨部の配列軸）に直角に横切るようにラインカーソルを定める。こうして撮像計画を入力し、この撮像計画にしたがって自動的にその設定されたスライスでの撮像が順次行われるようにする。
【特許文献１】特開２００２−１８６６０７号公報
【０００３】
しかしながら、腰椎は弧を描くように並んでおり、その軸に直角にラインカーソルを手動設定する作業は容易ではない。腰椎の椎体や椎間のちょうど中央に位置するようにラインカーソルの位置を手動で微調整し、さらにその角度が腰椎軸に直角になるように手動で微妙に傾けたりしなければならない。そして、この作業を多数のスライスについて一つずつ繰り返さなければならない。そのため、このような撮像計画の入力は全体として非常に手間のかかる作業となっており、しかもその間被検者も拘束されるので、被検者の拘束時間が長くなるという問題も発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明の課題は、腰椎など骨部が並んでいる部位の検査のための撮像計画入力が容易になるように改善したＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、この発明によるＸ線ＣＴ装置においては、被検体を位置決めする位置決め手段と、この位置決めされた被検体に対してＸ線管とＸ線検出器とによるＸ線のスキャンを行うスキャン手段と、このスキャンによって収集したデータからＣＴ像を再構成する画像再構成手段と、上記のスキャンを停止した状態で被検体をＸ線管およびＸ線検出器に対して移動させることにより得た、骨部配列が現れているＸ線透過像上でその骨部配列部分に手動で位置決めされた複数のポイントを順次結ぶラインを作成する手段と、上記のラインに平行な少なくとも１本のラインを作成する手段と、これらのライン上の画素値データ分布曲線としきい値とが交差する点およびそれら交点の中央点を求めて、各ライン上の中央点を結ぶ直線を求める手段と、該直線をスライス面位置・角度を表わすものとして用いてそれらスライス面でのスキャンが順次行われるよう上記位置決め手段とスキャン手段とを制御する手段とが備えられていることが特徴となっている。
【発明の効果】
【０００６】
腰椎などの骨部配列が現れているＸ線透過像上で、ポイントをその骨部配列部分に手動で位置決めすると、そのポイントを順次結ぶラインが自動作成され、さらにそのラインに平行な少なくとも１本のラインが自動生成される。そして、これらのライン上の画素値データ分布曲線としきい値とが交差する点およびそれら交点の中央点が求められ、さらに各ライン上の中央点を結ぶ直線が求められる。この分布曲線としきい値との交点は、骨部または骨部の間の間隔のエッジに対応しているため、その交点の間の中央の点は骨部の中央位置または骨部間隔の中央位置を示す。そこで、各ライン上の中央点を結ぶ直線は、骨部の中央位置または骨部間隔の中央位置を通り、骨部配列軸に直交するものとなる。そのため、この直線でスライス面を規定すれば、適切なスライス面の自動設定ができたことになる。操作者がスライス面を設定する撮像計画を行う際、腰椎などの骨部配列が現れているＸ線透過像上でその骨部配列部分にポイントを手動で位置決めするだけでよいので、撮像計画はきわめて容易になり、短時間で終了するので、被検者も長い時間拘束されることがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
つぎに、この発明を実施したＸ線ＣＴ装置について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１において、ガントリ１１にはその中央部を貫通する円筒状のトンネル部１２が設けられていて、このトンネル部１２を挟んで対向するようにＸ線管１４とＸ線検出器１５とが納められている。このＸ線管１４はトンネル部１２へ向けてＸ線を照射するように配置されており、Ｘ線検出器１５は多数の検出エレメントが扇形に並べられた多チャンネル検出器であって、トンネル部１２を経てＸ線管１４からのＸ線が入射するようにされている。これらＸ線管１４と検出器１５は上記の対向関係を保ったまま、図では省略している回転機構により、トンネル部１２の周囲を回転するようになっている。つまり、トンネル部１２の中心軸１３を回転中心軸として回転させられる。
【０００９】
検出器１５を構成する多数の検出エレメントはこの中心軸１３に直角な平面内で、Ｘ線管１４を要として扇形に配列される。したがって、この検出器１５で検出するＸ線はＸ線管１４から発生し、中心軸１３に直交する平面を扇形に広がったものとなる。このような扇形に広がるＸ線が通る平面（中心軸１３に直角な平面）が撮像するスライス面と言うことになり、このスライス面が、上記のような回転によって種々の方向からＸ線ビームによってスキャンされ、このスライス面でのＸ線透過データが得られ、これを用いて画像再構成することにより、このスライス面でのＸ線吸収率分布の画像（ＣＴ像）が再構成される。
【００１０】
ベッド装置１７の天板に横臥している被検体（患者）１０が、上記のガントリ１１のトンネル部１２に挿入されることにより、上記のスライス面がこの被検体１０を横切るような位置に被検体１０が置かれると、そのスライス面が横切った平面での被検体１０のＣＴ像が得られる。
【００１１】
ガントリ１１は保持装置１６により、矢印Ａで示すようにティルト（傾斜）可能に保持されている。また、ベッド装置１７は被検体１０を載置する天板を矢印Ｂに示すように直線的に移動させることができるとともに、上下に昇降させたり、左右（紙面に直角な方向）にも移動させることができる。そのため、このガントリ１１に対する被検体１０の挿入量により、被検体１０についてのスライス面の位置が定まり、ガントリ１１のティルト角度によってそのスライス面の角度が決まる。
【００１２】
これらガントリ１１、保持装置１６およびベッド装置１７は操作コンソール１８との間で信号・データの送受を行なっており、被検体１０の位置やティルト角度等が操作コンソール１８によって制御されるようになっている。また、Ｘ線管１４の制御（Ｘ線のオン、オフやＸ線条件の制御等）や回転機構の制御やＸ線検出器１５からの信号取り込みによるデータ収集制御なども操作コンソール１８によって行なわれ、収集されたデータは操作コンソール１８に送られて画像再構成に供される。この操作コンソール１８には、後述の種々の制御装置や画像処理装置あるいはディスプレイ装置、キーボードやマウスなどの入力装置が備えられている。操作コンソール１８の前面にはディスプレイ画面１９が配置されている。
【００１３】
図２に示すように、中央制御装置２１からの指示がデータバス２２を経てスキャン制御装置２３に伝えられることにより、ガントリ１１におけるスキャンが制御される。つまり、Ｘ線管１４が所定のＸ線条件となるように制御されてＸ線を発生するようにされ、その状態で、Ｘ線管１４と検出器１５とが回転するよう回転機構が制御される。他方、データ収集装置２６も中央制御装置２１により制御され、検出器１５の出力をサンプリングおよびＡ／Ｄ変換することにより、被検体１０を透過したＸ線によるデータを収集する。このときＸ線が走査する平面を被検体１０のどの位置のスライス面とするかはベッド移動制御装置２５によってベッド装置１７が制御されることにより定まる。またそのスライス面の角度は、ティルト制御装置２４により保持装置１６を制御してガントリ１１の傾き角度を調整することにより、定められる。
【００１４】
入力装置２７はキーボードやマウスなどであり、これにより患者の名前や種々のコマンドや数値などパラメータを入力したり、後述のポイントの位置決めなどを行なう。上記のようにデータ収集装置２６で収集したデータは画像再構成装置３０に送られて被検体１０のスライス面でのＣＴ像が再構成され、これが画像処理装置２９などを経てディスプレイ装置２８に送られて表示される。またこの再構成された画像が記録装置３１により記録される。この記録装置３１としてはたとえば光磁気ディスクなどが用いられる。
【００１５】
ＣＴ画像のためのデータ収集に先立ち、被検体１０のどのスライス面でＸ線スキャンを行なうかを決める必要がある。このようなスライス計画の設定のために透過像を撮影する。Ｘ線管１４と検出器１５の回転を停止させた状態でＸ線管１４からＸ線を発生させ、このときベッド装置１７により被検体１０を移動させる。これによって収集したデータを取得位置ごとに並べれば、Ｘ線管１４側から見たような透過像が形成できる。このような透過像の作成は画像再構成装置３０などにより行なう。この透過像はディスプレイ画面１９に表示される。
【００１６】
図３は、このような透過像が表示されたディスプレイ画面１９を表わしている。ここで示す例ではディスプレイ画面１９に透過像４１、文字４２および操作用のボタンなどが表示される。文字４２としては患者の氏名等の患者情報や、撮影年月日、あるいは撮影条件、後述のパラメータ等が表示される。透過像４１は患者の腹部を側面からＸ線照射して得たものであって、湾曲した腰椎４３が現われている。腰椎４３は椎体４４が並んだものであり、椎体４４の間は椎間４５となっている。腰椎検査では、この椎体４４内または椎間４５内に複数のスライス面を設定してそのスライス面でのＣＴ像を得る。
【００１７】
この透過像４１を観察しながら、マウス等を操作することにより、たとえば十文字状のポイント４７を、椎体４４または椎間４５の中央付近に位置決める。ここでは、スライス面を椎間４５内に設定するため、椎体４４の中央と思われる位置にポイント４７を定めているが、椎体４４内にスライス面を設定する場合は椎間４５の中央付近にポイント４７を置く。
【００１８】
さらにキーボード等を操作してスライス面に関するつぎのようなパラメータの設定を行う。
(1) スライス面の設定位置が椎体内か椎間内か
(2) 平行線の間隔（ｍｍ）
(3) スライス間隔（ｍｍ）
(4) 椎体抽出用しきい値
(5) 椎間抽出用しきい値
こうしたパラメータの設定とポイント４７の設定とが終了したとき、ディスプレイ画面１９に表示された「設定終了」の操作ボタンをクリックする等の操作によって設定が終了したことを入力すると、ポイント４７の位置や上記のパラメータが確定し、これらが中央制御装置２１のメモリあるいは記録装置３１などに保持される。
【００１９】
すると、中央制御装置２１などによってつぎのような計算・処理が自動的に行われ、スライス面の自動設定がなされる（スライス面自動設定プログラムが動作してその計算・処理が行われる)。まず、図４に示すように、ポイント４７どうしを結ぶライン５１が作成される。つぎにこのライン５１に平行なライン５２、５３が作られる。このライン５２、５３とライン５１との間隔は、上記(2)でパラメータ設定したものが用いられる。
【００２０】
そして、これらライン５１、５２、５３上の画素値データを抽出しこれらのラインに沿って並べて画素値データの分布を求める。この画素値データ分布はたとえば図５の曲線８１のようなものとなり、椎体４４の部分で高く、椎間４５の部分で低くなっている。そこで、椎間４５の画素値よりも若干高いしきい値８２が曲線８１と交差する交点８４、８５により椎間４５のエッジを抽出できる。また、椎体４４の画素値よりも少し低いしきい値８３が曲線８１と交差する交点８７、８８は椎体４４の縁を表わすことになる。つまりこのしきい値８２は椎間４５の抽出用しきい値として働き、しきい値８３は椎体４４の抽出用しきい値として働く。これらのしきい値は上記パラメータ(4)、(5)として設定されているが、被検体１０に依存するため図５のような画素値データ分布をディスプレイ画面１９に表示し、これを目視で観察しながら手動で設定するようにしてもよい。
【００２１】
この図５で示す交点８４、８５の中間点を求めるならば、その中間点は椎間４５の中央位置に対応することになる。また、交点８７、８８の中間点を求めるならば、その中間点は椎体４４の中央位置に対応することになる。ここでは、椎間４５内にスライス面を設定するのであるから、交点８４、８５の中間点を求めることになる。この処理をライン５１、５２、５３の各々につき行うことにより、図４で示すように、ライン５１、５２、５３の各々の上に乗る椎間４５内の中央点６１、６２、６３が求められる。つぎにこれらの中央点６１、６２、６３を近似的に結ぶ直線７１が求められ、さらに上記パラメータ(3)で設定されたスライス間隔だけ距離を置いた平行な直線７２、７３が求められる。このような直線７１〜７３の設定がすべての椎間４５につき行われる。これらの直線７１〜７３は、スライス面の位置・角度を示すものとして用いられるものであるから、直線７１〜７３の設定が終了することにより、スライス面の自動設定が終了したことになる。
【００２２】
この場合、ライン５１、５２、５３は腰椎４３の湾曲した軸に沿ったものとなり、それらライン５１、５２、５３上の椎間４５の中央点６１、６２、６３を結ぶ直線７１、７２、７３はその腰椎軸に直交すると考えられるので、これらの直線７１、７２、７３を求めたことにより、適切な位置および角度のスライス面の設定ができたことになる。
【００２３】
このとき、被検体１０はベッド装置１７の天板の上で先に透過像４１を撮影した位置・姿勢を保っており、自動設定されたスライス面の位置・角度となるように被検体１０の移動とガントリ１１のティルトとが制御され、スライス計画に基づいた一連のＸ線スキャンが自動的に行なわれ、複数枚のＣＴ像が撮像される。
【００２４】
椎体４４内にスライス面を設定する場合は、ポイント４７は椎間４５内に位置決めする。後の動作は上と同様であり、しきい値８３と画素値データ分布曲線８１との交点より椎体４４の中央点を求め、各ライン上の中央点を結ぶ直線をもってスライス面の位置および角度を定める。このスライス面は椎体４４の中央を通り腰椎軸に直角なものとなる。
【００２５】
なお、上記はこの発明の一実施例について述べたものであるから、具体的な構成などについては、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々に変更可能である。たとえばライン５１に平行な２本のライン５２、５３を作成することとしたが、平行なラインは最小限１本でもよい。また、スライス面位置・角度の自動設定のための計算・処理は、ソフトウェアにより中央制御装置２１で行うようにしたが、別個に設けたハードウェアでも可能である。また、上記では腰椎検査について述べているが、頚椎などの他の骨部配列部位の検査についても同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
この発明によれば、非常に手間と時間のかかる腰椎などの骨部配列部位の検査時のスライス設定を最小限の手間で自動的に行うＸ線ＣＴ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の一実施例を示すブロック図。
【図２】同実施例の制御系のブロック図。
【図３】ディスプレイ画面を示す図。
【図４】スライス面の決定動作を説明するための図。
【図５】画素値データ分布を表わすグラフ。
【符号の説明】
【００２８】
１０            被検体
１１            ガントリ
１２            円筒状トンネル部
１３            中心軸
１４            Ｘ線管
１５            Ｘ線検出器
１６            ガントリ保持装置
１７            ベッド装置
１８            操作コンソール
１９            ディスプレイ画面
２１            中央制御装置
２２            データバス
２３            スキャン制御装置
２４            ティルト制御装置
２５            ベッド移動制御装置
２６            データ収集装置
２７            入力装置
２８            ディスプレイ装置
２９            画像処理装置
３０            画像再構成装置
３１            記録装置
４１            透過像
４２            文字
４３            腰椎
４４            椎体
４５            椎間
４７            ポイント
７１〜７３      スライス面を規定する直線
８１            画素値データ分布曲線
８２            椎体抽出用しきい値
８３            椎間抽出用しきい値
【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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