(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の領域と、前記第１の領域と異なる構造を有する第２の領域を含む関心のある対象のＸ線ビームによる螺旋走査の間、イメージング装置のスライス厚さを修正するシステムに於いて、
該システムは、
Ｘ線を放出するＸ線源、第１の開口及び第２の開口を有するコリメータ及び、検出器を有すると共に、開口を持つガントリー及び患者テーブルと接続するコンピュータを含み、
前記コリメータは、前記第２の開口によってコリメートされたＸ線のＸ線照射範囲が前記第１の開口によってコリメートされたＸ線のＸ線照射範囲と重なるように掃引され、
前記システムは、
前記関心のある対象の第１の領域を第１のスライス厚さを用いて走査し、
前記関心のある対象の前記第１の領域と前記第２の領域の間にある移行領域を確認し、
走査を中断せずに、前記移行領域内で前記第１及び第２のスライス厚でデータを収集し、
前記関心のある対象の第２の領域を第２のスライス厚さを用いて走査するように構成されており、
走査を中断せずに、前記移行領域内で前記第１及び第２のスライス厚でデータを収集する為に、前記第１の開口が前記移行領域の少なくとも一部にＸ線を投射するように前記コリメータが掃引され、
前記第１の開口から投射されたＸ線のＸ線照射範囲の部分に重なるＸ線を前記第２の開口から投射するように前記コリメータが掃引されるように構成されいるスライス厚さ修正システム。
【請求項２】
前記イメージング装置が開口を持つガントリー及び患者テーブルを持ち、前記第１のスライス厚さを用いて関心のある対象を走査する為に、第１のテーブル速度で前記テーブルをガントリーの開口内に進行させるように構成されている請求項１記載のスライス厚さ修正システム。
【請求項３】
前記テーブルの進行を停止せずに、前記移行領域内で前記第１及び第２のスライス厚でデータを収集するように構成されている請求項２記載のスライス厚さ修正システム。
【請求項４】
前記第１の開口は前記第１のスライス厚を規定し、前記第２の開口は前記第１の開口とは異なる寸法を持ち前記第２のスライス厚を規定し、前記関心のある対象の第１の領域を第１のスライス厚さを用いて走査する為に、前記コリメータの第１の開口を前記Ｘ線源と整列させるように構成された請求項３記載のスライス厚さ修正システム。
【請求項５】
走査を中断せずに、前記移行領域内で前記第１及び第２のスライス厚でデータを収集する為に、前記患者テーブルの移動方向とほぼ垂直であり且つ、前記Ｘ線が放出される方向とほぼ垂直な軸線を中心に前記コリメータを回転させて、前記コリメータの第２の開口を前記Ｘ線源と整列させるように構成された請求項４記載のスライス厚さ修正システム。
【請求項６】
前記イメージング装置が少なくとも２つの螺旋ピッチで関心のある対象を走査するように構成されており、前記移行領域を２つの螺旋ピッチで走査するように構成された請求項１記載のスライス厚さ修正システム。
【請求項７】
前記移行領域を動的に決定するように構成された請求項１記載のスライス厚さ修正システム。
【請求項８】
前記システムは、更に、
調査用走査を行うことにより前記移行領域を確認し、
前記確認された移行領域内で冗長な同じデータを収集し、
前記の収集された同じデータを補間するように構成されている請求項１記載のスライス厚さ修正システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は全般的にコンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージング、更に具体的に云えば、ＣＴ装置の螺旋走査の間、走査を中断せずにスライス厚さを修正することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
少なくとも１つの既知のＣＴ装置の形式では、Ｘ線源が扇形ビームを投射して、一般に「イメージング平面」と呼ばれる直交座標系のＸ−Ｙ平面内に位置するようにコリメートされる。Ｘ線ビームは患者のようなイメージング対象を通過する。Ｘ線ビームは、イメージング対象によって減衰させられた後、放射検出器アレイに入射する。検出器アレイが受け取ったＸ線ビームの強度は、イメージング対象による減衰に関係する。検出器アレイを構成する各々の検出器素子が、その検出器の場所に於けるビーム減衰量の測定値である別々の電気信号を発生する。全ての検出器からの減衰量測定値を別々に収集して、透過分布図を作る。
【０００３】
公知の第３世代ＣＴ装置では、Ｘ線源及び検出器アレイが、イメージング平面内でイメージング対象の周りをガントリーと共に回転し、この為、Ｘ線ビームがイメージング対象と交差する角度が絶えず変化する。ガントリーの１つの角度で検出器アレイから得られた１群のＸ線減衰量測定値すなわち投影データが「ビュー（ｖｉｅｗ）」と呼ばれる。イメージング対象の「走査」は、Ｘ線源及び検出器の１回転の間のガントリーの相異なる角度で求められた１組のビューで構成される。
【０００４】
軸方向走査（ａｘｉａｌ  ｓｃａｎ）では、投影データを処理して、イメージング対象を通る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つの方法が、この分野では、フィルタ補正逆投影法と呼ばれている。この方法は、走査からの減衰量測定値を「ＣＴ数」又は「ハウンズフィールド単位」と呼ばれる整数に変換し、それを使って陰極線管表示装置の対応する画素の輝度を制御する。
【０００５】
全操作時間を短くする為、「螺旋走査（ｈｅｌｉｃａｌ  ｓｃａｎ）」が実施されることがある。螺旋走査を実施するには、患者を移動させながら、所定数のスライスに対するデータを収集する。このような装置は１つの扇形ビームの螺旋走査から１個の螺旋を発生する。扇形ビームによって作られた螺旋から得られる投影データを使用して、各々の所定のスライス内の画像を再構成することができる。
【０００６】
螺旋走査では、前に説明したように、各々のスライス位置で１つのビューのデータしか収集されない。スライスの画像を再構成する為、他のビューで集められたデータに基づいて、このスライスに対する他のビューのデータを作成する。螺旋再構成アルゴリズムは公知であり、例えばＭｅｄ．Ｐｈｙｓ．誌１７（６）、１９９０年１１月／１２月号所載のＣ．クロフォード及びＫ．キングの論文「同時の患者の進行を用いるコンピュータ断層撮影走査」に記載されている。
【０００７】
公知のＣＴ装置では、Ｘ線源からのＸ線ビームは患者より手前のコリメート装置又はコリメータを介して投射される。このコリメータは患者軸線すなわちＺ軸上のＸ線ビームの分布を定める。典型的には、コリメータはＸ線吸収材料を含んでいて、その中にＸ線ビームを制限する開口がある。公知の開口は典型的には線形又は矩形であり、開口の幅が、Ｚ軸に沿って測定したスライスの厚さを制御する。例えば、１０ｍｍの開口を持つコリメータ（すなわち、１０ｍｍコリメータ）にＸ線ビームを通すことにより、コリメータのビーム出力は１０ｍｍのスライス厚さを持つ。
【０００８】
公知のように、螺旋走査は、Ｘ：Ｙ螺旋ピッチで実施される。螺旋ピッチは、Ｘ線源の１回転の間にＺ軸に沿って移動する患者の移動距離Ｘと、源のコリメータによって定められたスライス厚さＹとの比である。例えば、５ｍｍコリメータによる１：１の螺旋ピッチの走査では、患者は約５ｍｍ／秒の速度で移動する。同様に、１０ｍｍのコリメータを用いた１：１の螺旋ピッチの走査では、患者は約１０ｍｍ／秒の速度で移動する。
【０００９】
スライス厚さは画素の解像度並びに走査効率に直接的に影響する。特に、スライス厚さが一層小さくなると、典型的には、スライス厚さが一層大きい場合より、更に細かい画像解像度が得られる。しかし、一層大きなスライス厚さは、一層短い期間内に大きなスライス厚さでより多くの領域が走査されるので、小さなスライス厚さよりも、更に効率がよい。
【００１０】
公知のように、スライス厚さは、螺旋ピッチ及びコリメータの寸法の両方に関係する。特に、螺旋ピッチを減少することにより、Ｘ線源が回転する間の患者の移動が減少し、こうして実効的なスライス厚さが減少する。すなわち、ガントリーの１回転の間に走査される患者の部分が一層少なくなる。同様に、スライス厚さは、コリメータの寸法を減少することによっても減少する。この代わりに、螺旋ピッチを増加することにより、患者の移動が増加し、こうして実効的なスライス厚さが増加する。コリメータの寸法を増加しても、同様にスライス厚さが増加する。
【００１１】
典型的には、走査効率及び画質を最適にする為に、オペレータが走査の前にスライス厚さを選ぶ。特に、多数の骨のある構造を持つ領域を走査する時、すなわち、膵臓領域を走査する時、一層小さいスライス厚さが好ましい。しかし、骨の少ない構造を持つ領域を走査する時、すなわち、肝臓領域を走査する時、一層大きなスライス厚さが好ましい。したがって、例えば、オペレータが１０ｍｍコリメータを１：１の螺旋ピッチで選んで肝臓領域を走査することがあり、オペレータが５ｍｍコリメータを１：１の螺旋ピッチで選んで膵臓領域を走査することがある。
【００１２】
しかし、相異なる隣接した部分領域を含む領域、すなわち骨のない部分領域とそれに隣接した骨の多い部分領域とを含む領域に対して走査を実施する場合が多い。このような領域に対して画質並びに走査効率を最適にする為、典型的には、オペレータは「妥協の」コリメータ寸法を使わなければならない。これにより、骨の多い部分領域が所望よりは厚めのスライス厚さで走査され、骨のない領域が所望よりは薄目のスライス厚さで走査されることになる。したがって、このような「妥協の」コリメーションを用いた走査は、効率がよくないし、また装置の性能及び画質を最適にする為に実用的でもない。
【００１３】
隣接した骨のある領域と骨のない領域とを走査する時に画質及び走査効率を改善する公知の方法は、典型的には、走査の間に、スライス厚さを変更することを含む。具体的に云うと、異なる領域を走査する時、異なるＸ線源コリメータ又は異なる螺旋ピッチが選ばれる。例えば、骨の少ない構造を持つ領域を走査する時には１０ｍｍコリメータを使うことができ、骨が多い構造を持つ領域を走査する時は、３ｍｍコリメータを使うことができる。しかし、こういう方法は、螺旋ピッチ又はコリメータを変更する前に、走査を中断することを必要とする。これまでスライス厚さを変える時に走査を中断しなければ、データが失われて、画質が劣化すると考えられていた。その為、公知の方法は時間がかかると共に効率が悪い。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、走査を中断せずに、走査の間にスライス厚さを修正することが望ましい。また、処理時間をあまり増加せずに、そして画質をあまり低下させずにスライス厚さを修正することが望ましい。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の一面では、走査を中断せずに且つ画質を劣化させずに、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置でスライス厚さを修正しやすくする方法が提供される。具体的に云うと、患者を走査する前に、骨構造の量が異なる隣接した解剖学的な領域が識別または定められる。また、２つの異なる領域の一部分とこれらの異なる領域の間の界面とを含む移行領域も識別または定められる。螺旋走査の間、テーブルの進行（移動）を停止せずに、スライス厚さを修正して、移行領域に対応する冗長なデータを求める。
【００１６】
更に具体的に云うと、本発明の一態様では、患者を第１のコリメータ寸法及び第１の患者テーブル速度で走査、すなわち第１のスライス厚さで走査する。テーブルが進行してコリメータが異なる領域の間の界面とほぼ整列したとき、コリメータ寸法を修正すなわち増減して、第２のスライス厚さで患者を走査する。更に、この新しいコリメータ寸法でコリメートされたＸ線ビームのパスが最初のコリメータ寸法でコリメートされたＸ線ビームのパスの１部分とオーバーラップするように、コリメータが掃引（ｓｗｅｅｐ）又は回転させられる。具体的に云うと、新しいコリメータ寸法によってコリメートされたＸ線ビームのパスが、移行領域内で、最初のコリメータ寸法でコリメートされたＸ線ビームのパスとオーバーラップするように、コリメータが掃引される。その為、走査を中断したり、テーブルの進行を停止したりすること無く、患者全体に対するデータが得られる。このデータは、冗長なデータを含んでいるが、この後、患者の解剖学的な部分の画像を作成するように処理される。
【００１７】
本発明の別の態様では、コリメータを掃引する代わりに、移行領域でテーブル速度を修正することにより、螺旋走査を中断せずに、スライス厚さを修正する。具体的に云うと、テーブルが進行してコリメータが異なる領域の間の界面とほぼ整列したとき、コリメータ寸法を修正して、第２のスライス厚さで患者を走査する。更に、移行領域でテーブル速度を減少して、新しいコリメータ寸法でコリメートされたＸ線ビームのパスが、最初のコリメータの寸法でコリメートされたＸ線ビームのパスの１部分とオーバーラップするようにする。この為、走査を中断したり、テーブルの進行を停止すること無く、患者全体に対するデータが得られ、移行領域内で冗長なデータが収集される。この後、冗長なデータを含むデータが、患者の解剖学的な部分の画像を作成するように処理される。
【００１８】
更に別の態様では、コリメータの寸法を変更する代わりに、移行領域で螺旋ピッチを修正することにより、螺旋走査を中断せずに、スライス厚さを修正する。更に具体的に云うと、コリメータを修正せずに、移行領域でテーブル速度を減少するが、停止にはしない。その為、走査を中断したり、テーブルの進行を停止すること無く、患者全体に対するデータが得られる。この後、このデータは患者の画像を作成するように処理される。
【００１９】
また更に別の態様では、コリメータを掃引し又はテーブル速度を修正することなく、コリメータ寸法を修正する。具体的に云うと、開口幅を変える為に開閉することのできる少なくとも２つの向かい合うブレードを持つコリメータが、患者を走査するために使用される。患者は第１のコリメータ寸法で、すなわち向かい合うブレードを第１の幅まで開いた状態で、走査される。コリメータが異なる領域の間の界面とほぼ整列するようにテーブルが進行した時、コリメータ寸法が修正され、すなわち向かい合うブレードが間隔を広く又は狭くするように開閉操作されて、患者を第２のスライス厚さで走査する。移行領域に於ける向かい合うブレードの開閉操作は、この領域で目立ったデータの損失を生じさせることはない。したがって、走査を中断したり、テーブルの進行を停止することなく、患者全体に対するデータが得られ、このデータは患者の解剖学的な部分の画像を作成するように処理される。
【００２０】
上に述べた方法は、螺旋走査の間、走査を中断することなく、スライス厚さを修正する。この方法は、処理時間を目立って長くしないし、画質を目立って低下させることもない。
本発明の別の面では、関心のある対象の螺旋走査の間、イメージング装置のスライス厚さを修正する装置が提供される。該スライス厚さ修正装置は、第１のスライス厚さを用いて関心のある対象を走査し、走査を中断せずに、第１のスライス厚さを第２のスライス厚さに修正するように構成されている。イメージング装置が開口を持つガントリー及び患者テーブルを持っている場合、スライス厚さ修正装置は、第１のスライス厚さを用いて関心のある対象を走査する為に、第１のテーブル速度で前記テーブルをガントリーの開口内に進行させるように構成されている。スライス厚さ修正装置は、第１のスライス厚さを修正する為に、テーブルの進行を停止せずに、第１のテーブル速度を修正するように構成される。また、イメージング装置がＸ線ビームを放出するＸ線源及びＸ線ビームをコリメートする第１の開口を持つコリメータを含む場合、スライス厚さ修正装置は、第１のスライス厚さを用いて関心のある対象を走査する為に、コリメータの第１の開口をＸ線源と整列させるように構成される。コリメータが第１の開口とは異なる寸法を持つ第２の開口を含んでいる場合、スライス厚さ修正装置は、第１のスライス厚さを修正する為に、コリメータを回転させて、コリメータの第２の開口をＸ線源と整列させるように構成される。また、イメージング装置がＸビームを放出するＸ線源及びＸ線ビームをコリメートするコリメータを含み、該コリメータが少なくとも２つの向かい合う要素を含んでいる場合、スライス厚さ修正装置は、第１のスライス厚さを用いて関心のある対象を走査する為に、コリメータの要素を第１の距離だけ隔てるように構成される。イメージング装置が少なくとも１つの螺旋ピッチで関心のある対象を走査するように構成されいるとき、スライス厚さ修正装置は、第１のスライス厚さを修正する為に、螺旋ピッチを修正するように構成される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１及び２には、「第３世代」ＣＴスキャナを表すガントリー１２を含むコンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージング装置１０が示されている。ガントリー１２がＸ線源１４を持ち、これがＸ線ビーム１６を、ガントリー１２の反対側にある検出器アレイ１８に向けて投射する。検出器アレイ１８は多数の検出器素子２０によって形成されて、それらが一緒になって、投射されて医療患者２２を通過したＸ線を感知する。各々の検出器素子２０が、入射するＸ線ビームの強度、したがって患者２２を通過した時のビームの減衰量を表す電気信号を発生する。Ｘ線投影データを収集する走査の間、ガントリー１２及びその上に取り付けられた部品が回転中心２４の周りを回転する。
【００２２】
ガントリー１２の回転及びＸ線源１４の動作が、ＣＴ装置の１０の制御機構２６によって制御される。制御機構２６が、Ｘ線源１４に電力及びタイミング信号を供給するＸ線制御装置２８と、カントリー１２の回転速度及び位置を制御するガントリー・モーター制御装置３０を含む。制御機構２６にあるデータ収集装置（ＤＡＳ）３２が、検出器素子２０からのアナログ・データを標本化し、この後の処理の為に、データをディジタル信号に変換する。画像再構成装置３４が、ＤＡＳ３２から標本化されてディジタル化されたＸ線データを受け取り、高速の画像再構成を実施する。再構成された画像がコンピュータ３６に対する入力として印加され、このコンピュータが大容量記憶装置３８に画像を記憶する。
【００２３】
コンピュータ３６がキーボードを持つコンソール４０を介して、オペレータからの指令及び走査パラメータをも受け取る。関連した陰極線管表示装置４２が、オペレータが再生された画像並びにコンピュータ３６からのその他のデータを観察することができるようにしている。オペレータから供給された指令及びパラメータをコンピュータ３６で使って、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御装置２８及びガントリー・モータ制御装置３０に対する制御信号及び情報を供給する。更に、コンピュータ３６が、ガントリー１２内で患者２２を位置決めする為に電動テーブル４６を制御するテーブル・モータ制御装置４４を作動する。特に、テーブル４６は、ガントリー開口４８の中で患者２２の一部分を移動させる。
【００２４】
図３を参照して、Ｘ線源１４の動作について説明すると、Ｘ線ビーム１６がＸ線源１４（図３には示していない）の焦点スポット５０から出てくる。Ｘ線ビーム１６は可変コリメータ５２によってコリメートされて、扇形のＸ線ビーム１６の中心にある扇形ビーム軸線５４に沿って、検出器アレイ１８に向かって投射される。
【００２５】
可変コリメータ５２は略円形断面の形を持ち、可変コリメータ５２の中には開口５６が通り抜けている。複数個のこの他のコリメータ開口（図に示していない）も可変コリメータ５２にその中を通り抜けるように形成されていて、各々の開口は特定のスライス厚さ又はスライス幅に対応する。例えば、開口５６が１０ｍｍのスライス幅に対応し、別の開口が５ｍｍのスライス幅に対応するものであってよい。１０ｍｍのスライスで走査を行う場合、開口５６が予想Ｘ線焦点スポット５０と整列させられて、焦点スポット５０から投射されるＸ線ビーム１６を１０ｍｍに制限する。同様に、５ｍｍのスライスで走査を行う場合、５ｍｍのスライス幅に対応する開口５８（図３には示していない）が予想Ｘ線焦点スポット５０と整列させられ、Ｘ線ビーム１６を５ｍｍに制限する。可変コリメータ５２は周知である。
【００２６】
患者１２の解剖学的な部分は、異なるスライス幅を用いて走査することが好ましい複数個の異なる領域を含む。例えば、典型的には、多数の骨構造を含む膵臓領域を走査する時は、５ｍｍのスライス幅が好ましく、骨構造が少ない肝臓領域を走査する時は、典型的には１０ｍｍのスライス幅が好ましい。したがって、肝臓領域及び膵臓領域の両方を走査する為に、スライス幅は、走査される領域に従って、すなわち膵臓か肝臓かに従って変えることが好ましい。
【００２７】
図４及び５は、Ｘ線焦点スポット５０、可変コリメータ５２、及び時刻Ｔ1 及びＴ2 にテーブル４６上に位置決めされた走査される領域６０を示している。走査される領域６０は、肝臓領域６２及び膵臓領域６４を含む。前に説明したように、肝臓領域６２は骨構造が少なく、膵臓領域６４は骨構造が多い。更に、肝臓領域６２は界面６６で膵臓領域６４と略隣接している。図４に示すように、時刻Ｔ1 に、１０ｍｍのコリメータ開口５６をＸ線焦点スポット５０と整列させて、肝臓領域６２を走査する間、Ｘ線ビーム１６を１０ｍｍに制限する。
【００２８】
螺旋走査の間、テーブル４６、従って走査される領域６０が、図４に示す方向にＺ軸に沿って進行する。従って、時刻Ｔ2 に、Ｘ線焦点スポット５０が膵臓領域６４と整列する。従って、コリメータ５２は、５ｍｍのコリメータ開口５８が焦点スポット５０と整列して、膵臓領域６４を走査する間はＸ線ビーム１６を５ｍｍに制限するように位置決めされ又は回転させられる。
【００２９】
公知の方法では、Ｘ線焦点スポット５０が界面６６と整列するのと略同時に、コリメータ５２を回転させて、スライス幅を変えている。しかし、従来は、データが失われるのを避ける為に、コリメータの寸法を変える時は、走査を中断しなければならなかった。同じく、従来では、走査の幅を修正する為に、テーブル速度、例えば螺旋ピッチを変える時は、走査を中断しなければならなかった。
【００３０】
本発明の１実施態様では、走査を中断せずに、スライス幅を修正する。更に、画質を目立って劣化させることなくスライス幅を修正する。
スライス幅の修正について以下説明する時、具体的な例として肝臓領域及び膵臓領域を含む領域の螺旋走査について説明を行うことがある。しかし、このスライス幅の修正は、こういう走査領域に限られるものではなく、患者の解剖学的な部分の他の領域、例えば肩及び頭部にも用いることができるは勿論である。
【００３１】
図６は、本発明の１実施態様に於けるＸ線焦点スポット７０、可変コリメータ７２、及び時刻Ｔ1 及びＴ2 に於けるテーブル４６上に位置決めされた走査される領域７４を示している。可変コリメータ７２は略円形断面の形を持ち、少なくとも２つの開口７６、７８が通り抜けている。各々の開口７６、７８が異なるスライス厚さに対応する。具体的に云うと、開口７６は約１０ｍｍであって、１０ｍｍのスライス厚さに対応し、開口７８は約５ｍｍであって、５ｍｍのスライス厚さに対応する。Ｘ線ビーム８０が可変コリメータ７２によってコリメートされる。コリメートされたＸ線ビーム８０は、扇形のＸ線ビーム８０の中心にある扇形ビーム軸線に沿って、走査される領域７４に向かって投射される。
【００３２】
走査される領域７４が肝臓領域８２及び膵臓領域８４を含む。前に説明したように、肝臓領域８２は骨構造が少なく、膵臓領域８４は骨構造が多い。更に、肝臓領域８２は界面８６で膵臓領域８４と略隣接している。時刻Ｔ1 に、１０ｍｍのコリメータ開口７６をＸ線焦点スポット７０と整列させて、Ｘ線ビーム８０を１０ｍｍに制限するが、時刻Ｔ2 に、５ｍｍのコリメータ開口７８をＸ線焦点スポット７０と整列させて、Ｘ線ビーム８０を５ｍｍに制限する。
【００３３】
本発明の１実施態様では、移行領域８８が肝臓領域８２及び膵臓領域８４の間の界面８６に対応するものとして確認される。図６に示すように、移行領域８８は肝臓領域８２の一部分、界面８６及び膵臓領域８４の一部分を含む。移行領域８８は、この移行領域８８の場所を確認する為の調査用のビューを求めることによって、決定することができる。調査用のビューは周知である。この代わりに、既知の解剖学的な標識からはっきりと手作業に依って移行領域８８の場所を決定することができる。移行領域８８の場所は、例えばコンピュータ３６の大容量記憶装置３８に記憶することができる。その後、走査を中断せずに、移行領域８８を利用して、スライス厚さを修正する。
【００３４】
動作について説明すると、テーブル４６及び走査される領域７４をガントリー開口４８（図１）の中に連続的に進行させながら、領域７４を螺旋走査する。前に説明したように、典型的には、肝臓領域８２及び膵臓領域８４を異なるスライス厚さで走査することが好ましい。時刻Ｔ1 より前の時刻に、焦点スポット７０を肝臓領域８２と略整列させ、コリメータ７２は、１０ｍｍのコリメータ開口７６がＸ線焦点スポット７０と整列してＸ線ビーム８０を肝臓領域８２に沿って１０ｍｍに制限するような向きにする。すなわち、コリメータ７２は肝臓領域８２を第１のスライス厚さで走査するような向きにする。
【００３５】
走査を中断せずに、すなわちテーブルの進行を停止せずに、この後、焦点スポット７０が界面８６と略整列した時に、コリメータ７２を変える又は回転させる。具体的に云うと、コリメータ７２は、５ｍｍのコリメータ開口７８がＸ線焦点スポット７０と整列して、Ｘ線ビーム８０を５ｍｍに制限するように回転する。すなわち、第１のスライス厚さが第２にスライス厚さに修正される。同時にコリメータ７２を変えると共にテーブル４６を進行させるときに起こり得るデータの損失を避ける為に、コリメータ７２は、コリメータ開口７６を１０ｍｍから５ｍｍに変える前及び後に亘って掃引される。具体的に云うと、焦点スポット７０及びコリメータ開口７６が移行領域８８と整列するより前の時刻Ｔ1 に、コリメータ７２を徐々に順方向に掃引することにより、コリメータ開口７６が１０ｍｍのＸ線ビームをＺ軸方向に沿って差し向けて、Ｘ線ビームが移行領域８８の少なくとも一部分に入射するようにする。次いで、コリメータ７２を変更した後の時刻Ｔ2 に、コリメータ７２を逆方向すなわち後ろ向きに掃引することにより、コリメータ開口７８が５ｍｍのＸ線ビーム８０をＺ軸方向に沿って差し向けて、このＸ線ビームが移行領域８８で時刻Ｔ1 に投射されたＸ線ビームの少なくとも１部分とオーバーラップするようにする。したがって、走査される領域７４に対し、移行領域８８に沿って、同じすなわち冗長なデータが得られる。具体的に云うと、１０ｍｍのスライス厚さ並びに５ｍｍのスライス厚さの両方に対応するデータが、移行領域８８に対して得られる。コリメータ７２を後ろ向きに掃引した後、コリメータ７２を徐々に順方向に掃引して、Ｘ線ビーム８０を略垂直方向に差し向け、Ｘ線ビームの軸線が膵臓領域８４に対して略垂直になるようにする。例えば、後ろ向きに掃引されたＸ線ビーム８０が膵臓領域８４だけに入射するようにテーブル４６が十分な距離進行した後、コリメータ７２を順方向に掃引させることができる。
【００３６】
この後、１回の走査の間に収集されたデータを周知の方法に従って処理して、走査される領域７４の複数個のビューの画像を作成することができる。移行領域８８に対応する画像に関連して、５ｍｍのスライス厚さのデータ又は１０ｍｍのスライス厚さのデータの何れを処理してもよい。１実施態様では、５ｍｍのスライス厚さに対するデータを、移行領域８８内のビューに対する画像の再構成に使う。しかし、１０ｍｍのスライス厚さに対応するデータを使ってもよい。この代わりに、両方の異なるスライス厚さに対応する冗長なデータを使い、例えば補間を行うことにより移行領域８８内での画像の再構成をすることができる。従って、移行領域８８に関しては、１０ｍｍのスライス厚さのデータ、５ｍｍのスライス厚さデータ、又は補間データを使うことにより、画像を再構成することができる。
【００３７】
上に述べた方法では、移行領域の場所が予め決定されていて、コンピュータ３６の大容量記憶装置３８に記憶されている。同様に、予め定められたスライス厚さ又はコリメータ寸法もコンピュータ３６の大容量記憶装置３８に記憶されている。この代わりに、オペレータが、走査の間、コンソール４０を介してコリメータの寸法を変えることができる。
【００３８】
上に述べた方法を用いて、スライス厚さを修正し、走査を中断することなく、走査される領域７４全体に対するデータを収集する。具体的に云うと、テーブルの進行を中断することなく、コリメータ７２を変える前後にコリメータ７２を掃引することにより、肝臓領域８２全体が１０ｍｍのスライス厚さで走査され、膵臓領域８４全体が５ｍｍの厚さで走査される。しかし、コリメータ７２を変える前にだけコリメータ７２を掃引することにより、スライス厚さを修正してもよい。同様に、コリメータ７２を変えた後にだけコリメータ７２を掃引することにより、スライス厚さを修正してもよい。
【００３９】
本発明の別の実施態様では、コリメータ７２を掃引する代わりに移行領域でテーブル速度を修正することにより、コリメータ７２を変えると同時にテーブル４６を進行させることによって起こり得るデータの損失を避ける。具体的に云うと、図７は、時刻Ｔ1 及びＴ2 に、テーブル４６上に位置決めされる走査される領域９４に向かって、Ｘ線ビーム７２を投射するＸ線焦点ポット９０を示している。時刻Ｔ1 に、コリメータ７２のようなコリメータ（図７には示していない）の向きを、１０ｍｍのコリメータ開口がＸ線焦点スポット９０と整列してＸ線ビーム９２を１０ｍｍに制限するように定める。しかし、時刻Ｔ2 に、コリメータの向きは、５ｍｍのコリメータ開口がＸ線焦点スポット９０と整列して、Ｘ線ビーム９２を５ｍｍに制限するように定められる。
【００４０】
走査される領域９４が肝臓領域９６及び膵臓領域９８を含む。前に説明したように、肝臓領域９６は、細かい構造がかなり少なく、例えば骨構造が少なく、膵臓領域９８はずっと多くの細かい構造、例えば多くの骨構造を含んでいる。更に、肝臓領域９６が界面１００で膵臓領域９８と略隣接している。移行領域１０２は、肝臓領域９６及び膵臓領域９８の間の界面１００に対応するものとして確認され、肝臓領域９６の一部分、界面１００及び膵臓領域９８の一部分を含む。移行領域１０２は前に述べたように決定して記憶することができる。
【００４１】
動作について説明すると、テーブル４６及び走査される領域９４をガントリー開口４８（図１）の中に連続的に進行させながら、領域９４を螺旋走査する。前に述べたように、典型的には、肝臓領域９６及び膵臓領域９８を異なるスライス厚さで走査することが好ましい。時刻Ｔ1 に、焦点スポット９０が肝臓領域９０と略整列し、コリメータ向きは、１０ｍｍの開口がＸ線焦点スポット９０と整列してＸ線ビーム９２を肝臓領域９６に沿って１０ｍｍに制限するように定められる。従って、焦点スポット９０及びコリメータ開口が界面１００と略整列した時、Ｘ線ビーム９２が大体膵臓領域９８の５ｍｍ及び肝臓領域９６の５ｍｍに入射する。
【００４２】
走査を中断することなく、すなわちテーブルの進行を停止せずに、焦点スポット９０が界面１００と略整列した時に、コリメータを変える又は回転させる。具体的に云うと、５ｍｍのコリメータ開口がＸ線焦点スポット９０と整列してＸ線ビーム９０を５ｍｍに制限するように、コリメータ７２を回転させる。すなわち、第１のスライス厚さを第２のスライス厚さに修正する。テーブル４６が進行するのと同時にコリメータを変えることによって起こり得るデータ損失を避ける為、テーブル４６を停止させないで、テーブルの進行速度を低下させる。具体的に云うと、コリメータを変える間、テーブルの進行速度を下げて、コリメータが変えられた後の時刻Ｔ2 に、コリメータ開口が５ｍｍのＸ線ビーム９２をＺ軸方向に沿って差し向けて、移行領域１０２で時刻Ｔ1 に投射されたＸ線ビームの少なくとも１部分とオーバーラップするようにする。従って、移行領域１０２に沿って、走査される領域９４に対して、同じすなわち冗長なデータが得られる。具体的に云うと、移行領域１０２に対して、１０ｍｍのスライス厚さ及び５ｍｍのスライス厚さの両方に対応するデータが得られる。この後、走査の間に得られたデータを前に述べたように使って、走査される領域７４の複数個のビューの画像を作成することができる。
【００４３】
特定の１例として、肝臓領域９６を走査する時に、螺旋ピッチが１：１に設定されていると仮定する。従って、肝臓領域９６を１０ｍｍのスライス厚さで走査する為、テーブル４６は毎秒約１０ｍｍの速度で進行する。同様に、膵臓領域４８が同じ螺旋ピッチで走査される場合、テーブル進行速度は、移行領域１０２の間、毎秒１０ｍｍから毎秒５ｍｍに下げられる。５ｍｍのＸ線ビーム９２の１部分が１０ｍｍのＸ線ビーム９２の一部分とオーバーラップするように保証するため、界面でテーブル速度を例えば、約毎秒２ｍｍに下げることができる。
【００４４】
本発明の別の実施態様では、コリメータを修正する代わりに、螺旋ピッチを修正することにより、走査を中断することなくスライス厚さを修正する。具体的に云うと、図８はＸ線焦点スポット１１０、コリメータ１１２、及びテーブル４６上に位置決めされた走査される領域１１４を示している。コリメートされていないＸ線ビーム１１６がコリメータ１１２によってコリメートされ、コリメートされたＸ線ビーム１１８が走査される領域１１４に向かって投射される。コリメータ１１２は略円形断面の形を持つと共に、開口１２０がコリメータ１１２の中を通り抜けている。可変コリメータ１１２には複数個の他のコリメータ開口（図に示していない）も形成されていて通り抜けており、各々の開口が特定のスライス厚さ又はスライス幅に対応する。
【００４５】
走査される領域１１４が肝臓領域１２２及び膵臓領域１２４を含む。前に説明したように、肝臓領域１２２は細かい構造が実質的に少なく、例えば、骨構造が少なく、膵臓領域１２４はずっと多くの細かい構造、例えば多くの骨構造を持っている。更に、肝臓領域１２２が界面１２６で膵臓領域１２４に略隣接する。移行領域１２８は、肝臓領域１２２と膵臓領域１２４との間の界面１２６に対応するものとして確認され、肝臓領域１２２の１部分、界面１２６及び膵臓領域１２４の１部分を含む。移行領域１２８は前に述べたように決定して記憶することができる。
【００４６】
肝臓領域１２２を走査する時、螺旋ピッチが１．５：１に設定されていると仮定する。螺旋ピッチは、Ｘ線源１４が１回転する間のテーブル４６の移動と、コリメータ１１２によって定められるスライスの幅又はスライス厚さとの比である。従って、肝臓領域１２２を１０ｍｍのコリメータ開口で走査する為、テーブル４６が毎秒１５ｍｍの速度で進行する。膵臓領域１２４を一層小さいスライス厚さで走査する為、膵臓領域１２４を走査する時は、螺旋ピッチを例えば１：１に変更することができる。膵臓領域１２４を１０ｍｍのコリメータ開口で走査する為、テーブル４６は毎秒約１０ｍｍの速度で進行する。従って、螺旋ピッチを修正することにより、コリメータ１１２を変更せずに、スライス厚さを修正することが容易になる。
【００４７】
動作について説明すると、移行領域１２８を利用して、テーブル速度を修正する。移行領域１２８の始端１３０でコリメータ１１２及び焦点スポット１１０が略整列したとき、テーブル進行速度が毎秒１５ｍｍの速度すなわち肝臓領域１２２の走査に使われた速度より遅くなるように下げられる。コリメータ１１２及び焦点スポット１１０が移行領域１２８と略整列している間、テーブル進行速度を減少して、コリメータ１１２及び焦点スポット１１０が移行領域１２８の終端１３２と略整列する時に、テーブル進行速度が毎秒約１０ｍｍになるようにする。移行領域１２８の間に、テーブル進行速度を毎秒１５ｍｍから毎秒１０ｍｍに下げることにより、界面１２６でスライス厚さを変更する時に起こり得るデータの損失が実質的に防止される。
上に述べた実施態様は走査の間、走査を中断せずにスライス厚さを修正することを容易にする。更に、上に述べた実施態様は、コリメータ又はコリメータ寸法を変えることなく、肝臓及び膵臓の移行領域に対する適切なデータを求めることを容易にする。しかし、最初に述べた原理に従って、走査の間、スライス厚さを修正する為にこの他の実施態様を利用することが出来ることを承知されたい。
【００４８】
例えば、図９は、本発明の更に別の実施態様に従って、Ｘ線焦点スポット１４０、コリメータ１４２、及び時刻Ｔ1 、Ｔ2 、及びＴ3 にテーブル４６上に位置決めされる走査される領域１４４を示している。コリメータ１４２は、ブレードのように、向かい合って、間隔を調節し得る２つの金属要素１４６Ａ、１４６Ｂを含む。開口１４８がブレード１４６Ａ、１４６Ｂの間に形成され、夫々ブレード１４６Ａ及び１４６Ｂの縁１５０Ａ、１５０Ｂによって定められる。Ｘ線ビーム１５２がコリメータ１４２によってコリメートされて、扇形のＸ線ビーム１５２の中心にある扇形ビーム軸線に沿って、走査される領域１４４に向かって投射される。
【００４９】
走査される領域１４４が肝臓領域１５４及び膵臓領域１５６を含む。前に説明したように、肝臓領域１５４は細かい構造が実質的に少なく、膵臓領域１５６は実質的に更に多くの細かい構造を含む。更に、肝臓領域１５４が界面１５８で膵臓領域１５６と略隣接している。時刻Ｔ1 に、向かい合うコリメータ・ブレード１４６Ａ、１４６Ｂが第１の距離、例えば第１の幅だけ隔たっていて、開口１４８が約１０ｍｍになるようにし、コリメータ開口１４８がＸ線焦点スポット１４０と整列して、Ｘ線ビーム１５２を１０ｍｍに制限する。時刻Ｔ2 に、向かい合うコリメータ・ブレード１４６Ａ、１４６Ｂが第２の距離、例えば第２の幅だけ隔たっていて、開口１４８が１０ｍｍより小さく、コリメータ開口１４８がＸ線焦点スポット１４０と整列して、Ｘ線ビーム１５２を５ｍｍに制限する。しかし、時刻Ｔ3 に、向かい合うコリメータ・ブレード１４６Ａ、１４６Ｂが第３の距離、例えば第３の幅だけ隔たっていて、開口１４８が約５ｍｍになり、コリメータ開口１４８がＸ線焦点スポット１４０と整列して、Ｘ線ビーム１５２を５ｍｍに制限する。
【００５０】
移行領域１６０が肝臓領域１５４及び膵臓領域１５６の間の界面１５８に対応するものとして確認される。図９に示すように、移行領域１６０は肝臓領域１５４の一部分、界面１５８及び膵臓領域１５６の一部分を含む。移行領域１６０は例えば前に説明したように決定して記憶することができる。
動作について説明すると、テーブル４６及び走査される領域１４４をガントリー開口４８（図１）の中に連続的に進行させながら、領域１４４を螺旋走査する。前に述べたように、典型的には、肝臓領域１５４及び膵臓領域１５６を異なるスライス厚さで走査することが好ましい。前に述べたように、時刻Ｔ1 に、焦点スポット１４０が肝臓領域１５４と略整列し、コリメータ１４２は、１０ｍｍのコリメータ開口１４８がＸ線焦点スポット１４０と整列してＸ線ビーム１５２を肝臓領域１５４に沿って１０ｍｍに制限するような向きになっている。
【００５１】
走査を中断せずに、すなわちテーブルの進行を停止せずに、この後、焦点スポット１４０が移行領域１６０の始端１６２と略整列した時に、コリメータ１４２を変える。具体的に云うと、コリメータ・ブレード１４６Ａ、１４６Ｂの少なくとも一方を他方のコリメータ・ブレードに対して移動させて、コリメータ開口１４８が１０ｍｍから５ｍｍに減少するようにする。例えば、焦点スポット１４０が移行領域１６０の始端１６２と略整列した時、各々のブレード１４６Ａ、１４６Ｂを夫々他方のブレード１４６Ａ、１４６Ｂに近づけ、時刻Ｔ2 に、コリメータ開口１４８が例えば７ｍｍになるようにする。この代わりに、一方のブレード１４６Ａ、１４６Ｂだけを移動して、コリメータ開口１４８の寸法を修正することができる。焦点スポット１４０が移行領域１６０の終わり１６４と略整列する時、コリメータ開口１４８が約５ｍｍになるように、コリメータ・ブレード１４６Ａ、１４６Ｂを位置決めする。従って、テーブル進行速度を修正したり、回転自在のコリメータを変えたりすることなく、走査される領域１４４全体に対するデータが得られる。この後、このデータを公知の方法に従って処理して、走査される領域１４４の複数個のビューの画像を作成することができる。
【００５２】
上に述べた走査厚さ修正の実施態様は、螺旋走査を実行する前に、移行領域を決定しているが、走査の間にこの修正をダイナミックに実施することができる。特に、走査の始めと終わりの間の不一致によって、螺旋による人為効果が起こることが知られている。この不一致を公知の方法に従って測定することができる。測定された不一致を使って、走査の厚さを修正することができる。例えば、測定された不一致が大きければ、前に述べたように、走査を中断せずに、スライス厚さを減少して、画質を改善することができる。この代わりに、測定された不一致が小さければ、前に述べたように、走査を中断せずに、スライス厚さを大きくして、走査効率を高めることができる。
【００５３】
本発明の種々の実施態様についてこれまで説明した所から、本発明の目的が達成されたことは明らかである。本発明を詳しく説明し、図面に示したが、これは例示の為であって、例に過ぎず、本発明を制約するものと解してはならないことを明瞭に承知されたい。例えば、この明細書で例示したＣＴ装置は、Ｘ線源及び検出器の両方がガントリーと一緒に回転する「第３世代」の装置である。検出器がリング全体の不動の検出器であって、Ｘ線源だけがガントリーと一緒に回転するような「第４世代」の装置を含むこの他の多くのＣＴ装置を使うことが出来る。同様に、上に述べた実施態様では、多重スライスＣＴ装置に関連して使うことができる。更に、上に述べたように行われる走査を膵臓及び肝臓領域に関連して説明したが、この走査は患者全体を含めてその他の領域に対して行ってもよい。更に、コリメータ１４２は２つの向かい合うブレードを含んでいるが、２つの円筒を含むコリメータのようなこの他のコリメータを上に述べた実施態様に関連して使うことができる。従って、本発明の範囲は特許請求の範囲のみによって限定されることを承知されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＴイメージング装置の絵画的斜視図である。
【図２】図１に示した装置の簡略ブロック図である。
【図３】可変コリメータを持つＣＴイメージング装置の簡略側面図図である。
【図４】時刻Ｔ1 におけるＸ線焦点スポット、可変コリメータ及び走査される領域を示す概略側面図である。
【図５】時刻Ｔ2 におけるＸ線焦点スポット、可変コリメータ及び走査される領域を示す概略側面図である。
【図６】本発明の１実施態様による時刻Ｔ1 及びＴ2 に於けるＸ線焦点スポット、可変コリメータ及び走査される領域を示す概略側面図である。
【図７】本発明の別の実施態様に従って時刻Ｔ1 及びＴ2 に於ける走査される領域に向かってＸ線ビームを投射するＸ線焦点スポットを示す概略側面図である。
【図８】本発明の更に別の実施態様によるＸ線焦点スポット、コリメータ及び走査される領域を示す概略側面図である。
【図９】本発明の更に別の実施態様による、時刻Ｔ1 、Ｔ2 及びＴ3 に於けるＸ線焦点スポット、コリメータ及び走査される領域を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１４    Ｘ線源
１６、８０、９２    Ｘ線ビーム
１８    検出器アレイ
２０    検出器素子
４６    テーブル
５０、７０、９０    Ｘ線焦点スポット
５２、７２    可変コリメータ
５４    扇形ビーム軸線
５６、５８、７６、７８    コリメータの開口
６０、７４、９４    走査される領域
６２、８２、９６    肝臓領域
６４、８４、９８    膵臓領域
６６、８６、１００    界面
８８、１０２    移行領域
【図１】
0004117930.tif 000002
【図２】
0004117930.tif 000003
【図３】
0004117930.tif 000004
【図４】
0004117930.tif 000005
【図５】
0004117930.tif 000006
【図６】
0004117930.tif 000007
【図７】
0004117930.tif 000008
【図８】
0004117930.tif 000009
【図９】
0004117930.tif 000010