(57)【要約】【課題】  記憶装置を多重化しながらもトータルの記憶容量を増やさず、かつ画像診断ができるように投影データを保管することが可能なX線CT装置を提供する。【解決手段】  本発明は、被検体にX線を照射するX線源と、前記被検体を透過したX線量を投影データとして検出するX線検出部と、前記投影データを分割して複数の分割投影データとする分割処理部と、前記分割投影データのそれぞれを複数の記憶領域に分けて保管する保管部と、前記保管部から前記分割投影データを読み出して前記分割投影データに基づいて前記被検体の断層画像を再構成する再構成部と、を備えることを特徴とするX線CT装置である。【選択図】          図2
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
前記被検体を透過したＸ線量を投影データとして検出するＸ線検出部と、
前記投影データを分割して複数の分割投影データとする分割処理部と、
前記分割投影データのそれぞれを複数の記憶領域に分けて保管する保管部と、
前記保管部から前記分割投影データを読み出して前記分割投影データに基づいて前記被検体の断層画像を再構成する再構成部と、
を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記分割処理部は、投影データを分割する方向と分割する手法を分割条件として設定する分割条件設定部と、
前記分割条件に従って前記投影データを分割投影データに分割するデータ分割部を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記分割条件設定部は、撮影条件又は再構成条件から算出される各方向における解像度に基づいて分割する方向を設定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記分割条件設定部は、投影データを分割する方向として、チャネル方向、ビュー方向、スライス方向の少なくともいずれかを選択し、分割する手法として、選択された方向においてデータの最小単位おきにデータを分割して分割投影データとするか、選択された方向において隣接するデータの平均値を分割投影データとするかを設定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記分割条件設定部は、投影データを分割する方向と分割する手法を操作者が設定するための画面を有し、前記画面での設定に基づいて、前記方向と前記手法を設定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】
本発明はX線CT(Computed Tomography)装置に係り、得られた投影データを保管する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
X線CT装置とは、被検体にX線を照射するX線源と、被検体を透過したX線量を投影データとして検出するX線検出器と、を被検体の周囲で回転させることにより得られる複数角度からの投影データを用いて被検体の断層画像を再構成し、再構成された断層画像を表示するものである。X線CT装置で表示される画像は、被検体の中の臓器の形状を描写するものであり、画像診断に使用される。
【０００３】
取得された投影データはX線CT装置が備える記憶装置に保管され、画像診断の目的に応じて変更された再構成条件により再構成される。記憶装置の障害等による投影データの消失は、余計なX線被ばくを被検体に与えかねないので、投影データの保護が重要となる。特許文献1には、データ管理システムの各種記憶装置において、X線CT装置で取得された投影データのバックアップを作成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2004-180785号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献1のように単に投影データのバックアップを作成する方法では各種記憶装置の記憶容量を大幅に圧迫する。
【０００６】
そこで本発明は、記憶装置を多重化しながらもトータルの記憶容量を増やさず、かつ画像診断ができるように投影データを保管することが可能な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】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、取得された投影データを分割して、分割された投影データを多重化した記憶装置である保管部に保管する。
【０００８】
具体的には、本発明は、被検体にX線を照射するX線源と、前記被検体を透過したX線量を投影データとして検出するX線検出部と、前記投影データを分割して複数の分割投影データとする分割処理部と、前記分割投影データのそれぞれを複数の記憶領域に分けて保管する保管部と、前記保管部から前記分割投影データを読み出して前記分割投影データに基づいて前記被検体の断層画像を再構成する再構成部と、を備えることを特徴とするX線CT装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、記憶装置を多重化しながらもトータルの記憶容量を増やさず、かつ画像診断ができるように投影データを保管することが可能なX線CT装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のX線CT装置の全体構成を示す図
【図２】投影データを説明する図
【図３】実施形態の機能構成を示す図
【図４】投影データの分割と保管の処理の流れを示す図
【図５】分割投影データの生成の一例を示す図
【図６】分割投影データの生成の他の例を示す図
【図７】投影データの分割方向を設定する処理の流れの一例を示す図
【図８】投影データの分割条件を設定するための画面の例を示す図
【図９】分割投影データから断層画像を再構成する処理の流れを示す図
【図１０】データ復元部302Bの動作の一例を示す図
【図１１】データ復元部302Bの動作の他の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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形態について説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１２】
[実施形態]
図1に本発明を適用したX線CT装置1の全体構成を示す。X線CT装置1は、被検体3の断層画像および透視画像を撮影するためのガントリ100と、被検体3を載置する寝台装置101と、ガントリ100と寝台装置101を操作・制御する操作手段2を備える。
【００１３】
ガントリ100は、被検体3に照射するX線を発生させるX線発生装置102と、X線発生装置102から発生するX線の線束を絞るコリメータ装置104と、被検体3を透過するX線を検出するX線検出器103と、それらを搭載するスキャナ108と、X線発生装置102に高電圧を印加する高電圧発生装置105と、X線検出器103から得られる透過X線データを収集するデータ収集装置106と、スキャナ108を回転させる駆動装置107を備える。
【００１４】
操作手段2は、入出力装置201、演算装置202、それらの装置およびガントリ内蔵の各装置を制御する中央制御装置200を備える。
【００１５】
入出力装置201は、操作者が撮影条件等を入力するための入力装置212と、撮影画像等のデータを表示する表示装置211と、プログラムや装置パラメータ等の撮影に必要なデータを記憶する記憶装置213を備える。
【００１６】
演算装置202は、スキャナ108から得られるデータを基に画像を作成する画像再構成装置221と、画像データの解析等を行う画像処理装置222を備える。
【００１７】
中央制御装置200は、操作者からの操作指示により、X線発生装置102、X線検出器103、高電圧発生装置105、コリメータ装置104、寝台装置101、駆動装置107、データ収集装置106、入出力装置201、演算装置202を制御する。
【００１８】
図2を用いてX線CT装置1により取得される投影データについて説明する。図2(a)はx-y平面に存在する被検体3の投影データを取得する撮影系を示しており、図2(b)は取得された投影データの典型的なデータ形式を示している。なお、図2(a)では説明を簡略化するため、点線矢印で示したX線が平行に並ぶ平行X線により投影データが取得される。
【００１９】
X線CT装置1では、X線発生装置102から照射されたX線が被検体3により減衰させられた後、X線検出器103にて検出される。つまりX線検出器103の各検出チャネルで検出された値により、被検体3によるX線の減衰量の分布を計測することができ、この減衰量分布を投影データと呼ぶ。
【００２０】
X線CT装置1では、さらに投影データの取得を、スキャナ108を回転させながら行い、様々な角度からの投影データを取得し、ある角度で取得したデータをビュー(view)と呼ぶ。ここで、X線検出器103の検出チャネルがx-y平面内で並ぶ方向をチャネル方向(ch方向)、スキャナ108が回転する方向をビュー方向(view方向)と呼び、図2(b)に示すようなch方向とview方向の軸を有する平面で投影データを扱うことが一般的である。断層画像を再構成するには、view方向において少なくとも半周分の投影データが必要である。
【００２１】
さらに、寝台装置101をスキャナ108の回転軸方向に移動させながら投影データを取得するいわゆるらせんスキャンや、X線検出器103の検出チャネルが回転軸方向にも並ぶいわゆるマルチスライス型CT装置によれば、被検体3の体軸方向の投影データも取得できる。投影データを再構成して得られる断層画像の空間分解能は、ch方向、view方向、回転軸方向(体軸方向)のそれぞれにおける解像度に依存する。なお、体軸方向はスライス方向とも呼ぶ。
【００２２】
図3を用いて本実施形態の要部について説明する。なおこれらの要部は専用のハードウェアで構成しても良いし、中央制御装置200や演算装置202上で動作するソフトウェアで構成しても良い。ここではソフトウェアで構成した場合について説明する。また、記憶装置213は複数の記憶領域1乃至記憶領域nを有する。各記憶領域は、全てがX線CT装置1内に備えられていても良いし、一部がX線CT装置1外に備えられていても良い。
【００２３】
本実施形態は、分割処理部301と復元処理部302を備える。以下、各構成部について説明する。
【００２４】
分割処理部301は投影データを分割して分割投影データとし、記憶装置213の複数の記憶領域に各分割投影データが重複しないように割り振る。投影データの分割方向は、チャネル方向、ビュー方向、スライス方向の中の少なくともいずれかである。また投影データを分割する手法として、ある分割方向におけるデータの最小単位おきに分割したり、複数の単位おきに分割したり、隣接するデータの平均値を分割データとしたりしても良い。分割処理部301はより適切に投影データを分割するために分割条件設定部301Aとデータ分割部301Bを備える。
【００２５】
分割条件設定部301Aは、投影データを分割する方向と分割する手法を分割条件として設定する。分割条件の詳細については後述する。
【００２６】
データ分割部301Bは、設定された分割条件に従って投影データを分割し、分割投影データを生成する。生成された分割投影データは、各々が重複しないように記憶装置213の複数の記憶領域に割り振られる。分割条件は、分割投影データとともに各記憶領域に記憶される。
【００２７】
復元処理部302は、記憶装置213の複数の記憶領域に割り振られて保管されている分割投影データから元の投影データに復元した状態か、分割投影データをそのままの状態で画像再構成装置221に送信する。復元処理部302は適切に分割投影データを扱うために、分割条件読取部302Aとデータ復元部302Bを備える。
【００２８】
分割条件読取部302Aは、記憶装置213の記憶領域から分割条件を読み取る。分割条件読取部302Aは、分割条件を読み取る際に各記憶領域が正常か、それとも障害が発生しているかも判定する。
【００２９】
データ復元部302Bは、障害が発生していない記憶領域、すなわち正常な記憶領域から分割投影データを読み出すとともに、各記憶領域が全て正常であれば分割条件に基づいて分割投影データから元の投影データを復元し、記憶領域のいずれかに障害が発生していれば分割投影データをそのまま扱う。
【００３０】
図4を用いて、以上の構成部を備えるX線CT装置1が実行する投影データの分割と分割された投影データの保管の処理の流れの例について説明する。
【００３１】
(S101)
中央制御装置200は、設定された撮影条件に従って断層撮影を実行し、投影データを取得する。
【００３２】
(S102)
分割処理部301は、投影データを分割し、分割投影データを生成する。
【００３３】
投影データを分割するにあたり、分割条件設定部301Aは分割する方向と分割する手法を分割条件として設定する。分割する方向は、ビュー方向、チャネル方向、スライス方向であっても良いし、それ以外でも良い。分割する方向は、予め設定された方向でも良いし、後述する処理の流れにより設定された方向でも良い。分割する手法については、図5、6により具体的な例を説明する。
【００３４】
図5を用いて、分割投影データの生成の一例について説明する。図5の例では、投影データPがビュー方向に分割される。分割する単位はビュー方向の最小単位であるビュー単位とし、偶数番目のビューの集合が分割投影データP1として、奇数番目のビューの集合が分割投影データP2としてそれぞれ生成される。生成された分割投影データP1と分割投影データP2は、書込み処理により記憶領域1と記憶領域2にそれぞれ保管される。
【００３５】
図5の例では、投影データを分割する単位を設定された方向の最小単位としているが、最小単位毎に分割するのではなく、複数単位毎であっても良い。例えばビュー方向の分割であれば、断層画像を再構成するのに必要な180度毎に分割しても良い。また分割投影データの数も2つに限らず、3つ以上であっても良い。
【００３６】
図6を用いて、分割投影データの生成の他の例について説明する。図6の例でも、投影データPがビュー方向に、ビュー単位で一旦分割される。その後、隣接する2つのビューの平均値が求められ、そのビューの平均値の集合が分割投影データP1aと分割投影データP2aとして生成される。なお、分割投影データP1aには先頭ビューであるView0が、分割投影データP2aには末尾ビューであるView_n+1が含められる。生成された分割投影データP1aと分割投影データP2aは、書込み処理により記憶領域1と記憶領域2にそれぞれ保管される。
【００３７】
図7を用いて、分割する方向が自動的に設定される処理の流れの一例について説明する。撮影条件や再構成条件に応じて解像度の高い方向は異なり、元々の解像度が高い方向での分割投影データの一部が無くなったとしても、画像診断に与える影響は小さくなる。そこで、図7では撮影条件や再構成条件に応じて算出されるビュー方向とスライス方向の解像度を比較し、元々の解像度が高い方向を分割する方向に設定する。
【００３８】
(S401)
分割条件設定部301Aは、撮影条件の中からスキャン時間の設定値s[s]を取得する。
【００３９】
(S402)
分割条件設定部301Aは、view rate(単位時間当たりの取得view数)を取得する。
【００４０】
(S403)
分割条件設定部301Aは、撮影で取得するview数(n)を算出する。view数の算出には、例えば次式を用いる。
view数n  =  view rate × スキャン時間s    …(1)
【００４１】
(S404)
分割条件設定部301Aは、撮影対象のFOV値(R[mm])を取得する。取得されるFOV値は、例えば、ユーザの設定値の中の最大値、又は撮影済みの投影データに基づいて算出される被検体の最外径である。
【００４２】
(S405)
分割条件設定部301Aは、  ビュー方向の解像度である1viewあたりの長さ(Lview[mm])を算出する。ビュー方向の解像度は断層画像の外周になるほど低下するため、Lviewの算出には例えば次式を用い、撮影条件内で最大外周となるFOV値Rを代入する。
1viewあたりの長さ Lview  ＝  πR/n
【００４３】
(S406)
分割条件設定部301Aは、撮影条件の中からスライス幅の設定値L[mm]を取得する。
【００４４】
(S407)
分割条件設定部301Aは、S405で算出したLviewとS406 で取得したLを比較し、LviewがL以下であればS408に進み、Lより大きければS409に進む。
【００４５】
(S408)
分割条件設定部301Aは、投影データを分割する方向としてビュー方向を設定する。
【００４６】
(S409)
分割条件設定部301Aは、投影データを分割する方向としてスライス方向を設定する。
【００４７】
以上の処理流れにより投影データを分割する方向が分割条件設定部301Aによって設定される。なお、分割条件は、例えば図8に示すような設定画面を介して操作者によって設定されても良い。図8の画面には、投影データを分割する方向である分割方向を選択するラジオボタンや、投影データを分割する手法である分割手法を選択するラジオボタンが含まれている。分割条件は、分割投影データが画像診断が可能な画質の断層画像を維持できるように設定される。
【００４８】
(S103)
S102で生成された各分割投影データが各記憶領域に保管される。なお分割投影データとともに分割条件も保管される。
【００４９】
以上の処理の流れにより投影データを分割して生成された分割投影データが各記憶領域に保管される。投影データのデータ容量の値と、各分割投影データのデータ容量を積算した値とは等しいので、記憶装置は多重化されながらもトータルの記憶容量は増やさずにすむ。
【００５０】
次に図9を用いて、各記憶領域に保管されている分割投影データから断層画像を再構成する処理の流れの一例について説明する。
【００５１】
(S201)
復元処理部302が有する分割条件読取部302Aは、記憶装置213の中から分割条件を読み取るとともに、各記憶領域が正常か否か、すなわちいずれかの記憶領域に障害が発生しいないかどうかを判定する。
【００５２】
(S202)
復元処理部302が有するデータ復元部302Bは、正常な記憶領域から分割投影データを読み出す。
【００５３】
(S203)
データ復元部302Bは、分割条件に基づいて分割投影データから元の投影データを復元して、復元された投影データを再構成処理装置221に送信する。なお、いずれかの記憶領域に障害が発生している場合、データ復元部302Bは分割投影データをそのまま再構成処理装置221に送信する。データ復元部302Bの具体的な動作の例について、図10、11を用いて説明する。なお、各記憶領域には図5で説明した分割投影データが保管されているものとする。
【００５４】
図10を用いて、いずれの記憶領域も正常な場合について説明する。記憶領域1と記憶領域2は正常であるので、両記憶領域が読出し対象となり、各記憶領域からそれぞれ分割投影データP1と分割投影データP2が読み出される。また分割条件も分割条件読取部302Aにより読み出されている。データ復元部302Bは、分割投影データP1と分割投影データP2を分割条件に基づいて投影データPに復元し、再構成装置221に送信する。
【００５５】
図11を用いて、記憶領域1に障害が発生している場合について説明する。記憶領域1には障害が発生しているが記憶領域2は正常であるので、記憶領域2が読出し対象となり、記憶領域2から分割投影データP2が読み出される。データ復元部302Bは分割投影データP2をそのまま再構成装置221に送信する。
【００５６】
(S204)
再構成処理装置221は受信した投影データあるいは分割投影データを再構成して断層画像を作成する。
【００５７】
以上の処理の流れにより、いずれの記憶領域も正常である場合は、復元された投影データに基づいて再構成される断層画像を得ることができ、いずれかの記憶領域に障害が発生している場合であっても、分割投影データに基づいて再構成される断層画像を得ることができる。分割投影データは画像診断が可能な画質を維持できるように分割されているので、画像診断に支障をきたすことはない。
【００５８】
以上、説明したように本実施形態によれば、記憶装置を多重化しながらもトータルの記憶容量を増やさず、かつ画像診断ができるように投影データを保管することが可能なX線CT装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５９】
1  X線CT装置、2  操作部、3  被検体、100  ガントリ、101  寝台装置、102  X線発生装置、103  X線検出器、104  コリメータ装置、105  高電圧発生装置、106  データ収集装置、107  駆動装置、108  スキャナ、200  中央制御装置、201  入出力装置、202  演算装置、211  表示装置、212  入力装置、213  記憶装置、221  再構成処理装置、222  画像処理装置、301  分割処理部、301A  分割条件設定部、301B  データ分割部、302  復元処理部、302A  分割条件読取部、302B  データ復元部
【図１】
2016154767.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2016154767.tif 000009
【図８】
2016154767.tif 000010
【図９】
2016154767.tif 000011
【図１０】
2016154767.tif 000012
【図１１】
2016154767.tif 000013