(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線検出器がスライス方向に複数列で設けられている複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置において、断層像を得たい領域として被検体に対し関心領域を前記複列検出器の列ごとに設定する関心領域設定手段と、前記関心領域以外へのＸ線の照射を前記複列検出器の列ごとに制限する制限手段とを備えたことを特徴とする複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記制限手段は、前記複数列のＸ線検出器の各列のそれぞれと対応するようにして設けられた複数の遮蔽体を備えており、これら各遮蔽体により各Ｘ線検出器へのＸ線が関心領域以外へ照射されるのを制限するようにされていることを特徴とする請求項１の複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記制限手段によりＸ線照射範囲を制限することで関心領域のみをスキャンして取り込んだ関心領域スキャン投影データに、前記関心領域スキャン投影データの取り込みに先立って前記制限手段によるＸ線照射範囲の制限をなさない状態で取り込んだ補正用投影データにより補正を施した後に画像の再構成をなすようにされた画像再構成手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２の複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体の断層像を１回のスキャンで複数枚得ることが可能である複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置の利用例として、ＣＴ透視技法がある。これは、病巣の組織検査や治療を行うに際して、Ｘ線源を連続的に回転させながら患者（被検体）から投影データを複数回連続的に得て、これから連続的に再構成を行うことで、画像（被検体の断層像）をリアルタイム的に表示し、これを例えば穿刺のガイドとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のＣＴ透視技法は、Ｘ線検出器がスライス方向に複数列配されている複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置をそれに用いることで、より効果的なものとなる。その理由は以下の通りである。Ｘ線検出器が単列である単列検出器型Ｘ線ＣＴ装置は、１回のスキャンで得ることのできる断層像は１枚であり、したがってリアルタイム的に表示できるのは１枚の断層像だけであり、１ヶ所のスライス位置で得られた１枚の断層像を観察しながら穿刺などの手技を行うことになる。このため、ＣＴ透視の下で例えば腫瘍の穿刺などを行う場合に、特に観察する必要のある例えば穿刺針の先端が画像から消えることがある。これは、穿刺針の被検体への進入方向の傾き（ベッド方向の傾き）が大きく、そのために画像のスライス厚の範囲から穿刺針の先端が外れてしまうことから起こる。これを避けるためには、スライス厚の範囲に穿刺針を進入させる、つまりなるべく穿刺針をベッド方向に対して垂直に立てて被検体に進入させるなどの対策や逆に穿刺針の進入方向に断層像を傾けるなどの対策がある。しかし、このような対策だけでは、腫瘍の位置や大きさなどから、穿刺針の先端が画像から消えるという問題を解決できない場合が少なくない。
【０００４】
これに対して、複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置であれば、複数のスライス位置について同時に得られた複数枚の断層像を並列表示させて観察できることから、結果的にトータルのスライス厚が厚くなり、画像から穿刺針の先端が消えるという事態を効果的に避けることができる。例えば３枚の断層像が得られる場合であれば、個々の断層像では穿刺針の全体を捉えることができないとしても、１枚目の断層像で穿刺針の基端部を捉え、２枚目の断層像で穿刺針の中間部を捉え、そして３枚目の断層像で穿刺針の先端部を捉える、というようにして結果的に穿刺針の全体を画像中に捉え易くなり、したがって観察の必要がある穿刺針の部位が画像上から消えてしまうという現象を少なくすることができる。
【０００５】
以上のように複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置は穿刺処置などをＣＴ透視で行う場合に有効である。しかしその一方で、Ｘ線検出器の列が増えた分だけＸ線の照射量が増大しその結果、患者や術者のＸ線被曝量が増大するという問題を伴うことになる。
【０００６】
したがって本発明の目的は、複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置について、Ｘ線被曝量の低減を図ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的のために本発明では、Ｘ線検出器がスライス方向に複数列で設けられている複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置において、断層像を得たい領域として被検体に対し関心領域を設定する関心領域設定手段と、前記関心領域設定手段により設定された関心領域以外へのＸ線の照射を制限する制限手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
また本発明では上記複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置において前記制限手段は、前記複数列のＸ線検出器のそれぞれと対応するようにして設けられた複数の遮蔽体を備えており、これら各遮蔽体により各Ｘ線検出器へのＸ線が関心領域以外へ照射されるのを制限するようにされていることを特徴としている。
【０００９】
また本発明では上記複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置において前記複数の遮蔽体が個々にＸ線照射範囲を制限できるようにされていることを特徴としている。
【００１０】
また本発明では上記複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置において前記制限手段によりＸ線照射範囲を制限することで関心領域のみをスキャンして取り込んだ関心領域スキャン投影データに、前記関心領域スキャン投影データの取り込に先立って前記制限手段によるＸ線照射範囲の制限をなさない状態で取り込んだ補正用投影データにより補正を施した後に画像の再構成をなすようにされた画像再構成手段を備えていることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明による複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線検出器をスライス方向に複数列で備えるのに加えて、関心領域設定手段を備える。関心領域とは、被検体に対しその断層像を優先的に得たい領域として設定されるものである。すなわちＣＴ透視下で腫瘍に対し穿刺を行う場合であれば、穿刺針から腫瘍までの距離や穿刺針の進入方向を示す断層像が優先的に求められることになるので、このような断層像が得られる部分に関心領域を設定する。このような関心領域を設定するための設定手段には例えば特開平１１−２８２０１号公報や特開平１１−２８２０２号公報に開示されるそれと同様なものを用いることができる。
【００１２】
また本発明による複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置は、関心領域設定手段で設定される関心領域以外へのＸ線の照射を極力抑制した状態でスキャンをなす、つまりＸ線の照射を関心領域に制限した関心領域スキャンを行うための機構を備える。その機構を模式化して示すのが図１である。関心領域スキャンのための機構は、関心領域以外へのＸ線の照射を制限するために、関心領域外へのＸ線を吸収して減弱させる遮蔽体（チャンネルコリメータ）１が設けられた制限手段２を備える。そしてスキャンニングのためのＸ線源３の回転中に、設定された関心領域Ｅに応じて遮蔽体１を動作させつつＸ線をチャンネル方向で絞り、Ｘ線が関心領域Ｅ以外に照射されるのを抑制する。このような関心領域スキャンについても、ＣＴ透視の場合であれば、Ｘ線源３を連続的に回転させることで被検体から投影データを複数回連続的に得ることになる。そのような連続スキャンのための制御系には例えば特開平１１−２８２０１号公報や特開平１１−２８２０２号公報に開示されるそれと同様なものを用いることができる。
【００１３】
図２に、３列の例として、制限手段２とＸ線源３および３列のＸ線検出器４（４ａ、４ｂ、４ｃ）の関係を模式化して示す。図にみられるように、スライス方向に３列でＸ線検出器４ａ、４ｂ、４ｃが設けられており、これに対応して制限手段２にもＸ線検出器４ａ、４ｂ、４ｃの列数と同じ３個の遮蔽体１ａ、１ｂ、１ｃが設けられている。３列のＸ線検出器４ａ、４ｂ、４ｃに対応するように設けた３個の遮蔽体１ａ、１ｂ、１ｃにより３列のＸ線検出器４ａ、４ｂ、４ｃへのＸ線が図１の関心領域Ｅ以外へ照射されるのを個々に制限するようにされている。このように複数列のＸ線検出器４ａ、４ｂ、４ｃが設けられた複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置では１スキャンごとに複数の画像（断層像）が同時に得られる。その例を図３に示す。図３の例ではＸ線検出器が３列であるのに対応して３枚の画像が同時的に表示される例としてある。
【００１４】
制限手段２の遮蔽体１ａ、１ｂ、１ｃは、上記のように、Ｘ線源３の回転中に、設定された関心領域Ｅに応じて個々に制御して動作させることになる。そのような個々の制御を可能とする構造の一例を図４に示す。この例では３個の遮蔽体１ａ、１ｂ、１ｃは、それぞれ、例えば鉛のようなＸ線吸収係数の高い物質で板状に作製した遮蔽板５を２枚一組にして形成されている。そして各遮蔽板５にはエンコーダ６付きのリニアモータ７がアーム８を介して接続されており、このリニアモータ７により直線動を行わせて各遮蔽板５に任意の位置を取らせ、これにより３個の遮蔽体１ａ、１ｂ、１ｃごとにＸ線に対する遮蔽範囲を設定できるようにされている。そのような遮蔽範囲の設定例を示すと図５のようになる。尚、リニアモータ以外の駆動例、ＣＴ装置の回転運動を用いてコリメータを動作させる例もありうる。
【００１５】
ここで、遮蔽体によるＸ線に対する遮蔽能が高くて、遮蔽範囲におけるＸ線の減弱程度が一定以上に大きい場合には、再構成画像上には強いストリーク状のアーチファクトが発生するなどして画質が低下するという問題があり、これを避けるために画像再構成処理に際して何らかの補正を行うことが好ましく、したがって画像再構成手段はそのような補正のための機能を備えることになる。好ましい補正の例としては例えば埋め込み補正などを挙げことができる。埋め込み補正とは、例えば特開平１１−２８２０１号公報に開示されるように、関心領域スキャンに先立って通常のスキャン、つまりＸ線の照射範囲を制限しないスキャンを行い、この事前の通常スキャンで得られた補正用投影データを、関心領域スキャンの際に欠落する関心領域外の投影データとして埋め込む補正を行うことで、画質の低下を防止する方法である。
【００１６】
以下に、上記のような本発明による複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置をＣＴ透視に用いる場合について説明する。ＣＴ透視は、上述したように、Ｘ線源３を連続的に回転させながら被検体から投影データを複数回連続的に得て、これから連続的に画像を再構成しながらそれをリアルタイム的に表示し、これを穿刺や生検などのガイドとする技法である。このようなＣＴ透視の場合には、術者もリアルタイムの画像を見ながら手技を行うことになるので、患者（被検体）とともにＸ線の被曝を受けることになる。そして術者と患者が受ける被曝線量は、ＣＴ透視のためにＸ線の照射が長時間連続することにより多くなり、またＸ線検出器が複数列あることによっても多くなる。このようなＸ線被曝を軽減してより安全な条件を与えるのが上記のような関心領域スキャンである。すなわち制限手段２を設け、これによりＸ線が関心領域以外に照射されるのを抑制することで、できるだけＸ線の照射量を減らし、術者と患者が受ける被曝線量の低減を図る。
【００１７】
このように術者と患者の被曝線量を低減することで、複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置によるＣＴ透視を、より安全な条件の下で活用することができるようになる。複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置によるＣＴ透視で穿刺を行う場合について、スライス状態と画像の関係を図６と図７に示す。図６の（ａ）と図７の（ａ）は、それぞれ被検体（ファントム）Ｆに対し穿刺している状態をサジタル画像として示しており、図６の（ｂ）と図７の（ｂ）はそれぞれアキシャル画像つまり再構成で得られる断層像画像を示している。ただしアキシャル画像については、実際には図３のように３画像表示されるはずの一つのみを示してある。なお説明の都合上、図６と図７は関心領域スキャンのための関心領域を設定してない状態での例で示してある。
【００１８】
図３の例のようにＸ線検出器が３列である場合には、図６の（ａ）や図７の（ａ）に示すように３層のスライスＳａ、Ｓｂ、Ｓｃが得られ、図６の例のように中央のスライスＳｂの部分から、ある傾きを以て刺し込まれた穿刺針Ｐは、その先端側も含めて最初はスライスＳｂにおける画像Ｉｂにのみ現れ、それから穿刺が進むのに応じて図７に示すように左側のスライスＳａの部分にまで穿刺針Ｐの先端側が入り込み、スライスＳａにおける画像Ｉａにこの部分が現れるようになる。すなわち何れかの画像により穿刺針Ｐを捉えることができ、したがって穿刺針Ｐの傾きが相当に大きくても、穿刺針Ｐの特に観察したい部分である先端部分が画像上から消えるような事態を効果的に避けることができる。
【００１９】
次ぎに、関心領域の設定について説明する。図８には図７の状態で３層のスライスＳａ、Ｓｂ、Ｓｃから得られる３枚の断層画像を示してある。３枚の画像Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃはそれぞれ、３層のスライスＳａ、Ｓｂ、Ｓｃを透過したＸ線を３列の検出器４ａ、４ｂ、４ｃで検出して得られる投影データから再構成される。スライスＳａから得られる画像Ｉａには穿刺針Ｐの先端部分が現れており、スライスＳｂから得られる画像Ｉｂには穿刺針Ｐのその他の部分が現れている。しかしスライスＳｃから得られる画像ＩｃにはスライスＳｃに穿刺針Ｐが入り込んでいないために穿刺針Ｐは現れていない。
【００２０】
このような画像をリアルタイムで表示しながら行うＣＴ透視下での手技においては、一般のＣＴ検査と異なり、穿刺針Ｐの周辺の画像、つまり穿刺針Ｐの先端から腫瘍までの距離や穿刺針Ｐの進入方向を示す画像が優先され、このような画像を得ることができれば、必要十分である。そこで、図９に示すようにして、優先的に画像を得たい部分を一例として図に示すように円で囲むなどして、関心領域Ｅを設定する。そして上記のような関心領域スキャン機構により、Ｘ線の照射範囲をこの関心領域Ｅに制限する、関心領域スキャンを行う。
【００２１】
以上のような複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置によるＣＴ透視の効用は単列検出器型Ｘ線ＣＴ装置によるＣＴ透視と比較するとさらに理解し易い。図１０と図１１に単列検出器型Ｘ線ＣＴ装置によるＣＴ透視の場合について、図６と図７に対応する例を示す。図１０は図６と対応しており、この状態では穿刺針Ｐの先端が単一のスライスＳの範囲にあり、それが画像Ｉに現れている。しかし穿刺が進んで図７と対応する図１１の状態では穿刺針Ｐの先端がスライスＳの範囲から外れ、その結果、穿刺針Ｐの先端が画像Ｉから消えてしまう。本発明の複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置では、このようなことは解消される。
【００２２】
図１２は、コリメータ２の制御系を示す。制御系は、制御部１００、関心領域設定部１０１、ビュー角度検出手段１０２、駆動部１０３を有する。関心領域設定部１０１は、例えばキーボードやマウス等から成る操作部の一部であり、関心領域Ｅが設定する。制御部１００は、その関心領域がＣＴ透視下で遮蔽されるような制御データ（遮蔽体１ａ、１ｂ、１ｃ）を、所定ビュー角度に作成し、メモリに格納する。そして、ＣＴ透視下で、実際のビュー角度を検出手段１０２で検出し、所定ビュー角度になる時点毎に、対応する遮蔽体１ａ、１ｂ、１ｃの制御データを読み出し、駆動部１０３を介して遮蔽体１ａ、１ｂ、１ｃの位置制御を行う。
【００２３】
図１３は、そのフローチャートであり、フロー１１０が設定部１０１の動作、フロー１１０〜１１４が装置１００、１０３、１０４による動作を示す（尚、フロー１１４は、ＣＴ透視操作系の処理としてもよい）。フロー１１５では、再構成手段で再構成したＣＴ透視下の再構成像を次々に表示する。
【００２４】
尚、所定のビュー角度は、ＣＴスキャンでの全てのビュー角度（ビュー単位角度）としてもよく、また、５゜単位とかの複数ビュー単位角度としてもよい。
【００２５】
ＣＴ透視下の例を説明したが、それに限らず、ノーマルスキャンやら旋スキャンにも適用できる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置について、Ｘ線被曝量の低減を図ることができ、例えば複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置をそれに用いることに有用性の高いＣＴ透視下での穿刺などの安全性をさらに一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】関心領域スキャンの機構に関する説明図である。
【図２】一実施形態による複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置における制限手段とＸ線源およびＸ線検出器の関係を示す模式図である。
【図３】複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置で得られる画像の表示例を示す図である。
【図４】制限手段における遮蔽体の一例についての模式図である。
【図５】図４の遮蔽体がある動作をした状態の模式図である。
【図６】複列検出器型Ｘ線ＣＴ装置によるＣＴ透視で穿刺を行う場合のスライス状態と画像の関係についての説明図である。
【図７】図６の状態から穿刺が進んだ状態についての説明図である。
【図８】複数の画像を示した図７に対応する説明図である。
【図９】関心領域の設定についての説明図である。
【図１０】単列検出器型Ｘ線ＣＴ装置によるＣＴ透視で穿刺を行う場合のスライス状態と画像の関係についての説明図である。
【図１１】図１０の状態から穿刺が進んだ状態についての説明図である。
【図１２】コリメータの制御系を示す図である。
【図１３】その動作フローチャートである。
【符号の説明】
１  遮蔽体
２  制限手段
３  Ｘ線源
４  Ｘ線検出器
Ｅ  関心領域
Ｆ  被検体
【図１】
0004364382.tif 000002
【図２】
0004364382.tif 000003
【図３】
0004364382.tif 000004
【図４】
0004364382.tif 000005
【図５】
0004364382.tif 000006
【図６】
0004364382.tif 000007
【図７】
0004364382.tif 000008
【図８】
0004364382.tif 000009
【図９】
0004364382.tif 000010
【図１０】
0004364382.tif 000011
【図１１】
0004364382.tif 000012
【図１２】
0004364382.tif 000013
【図１３】
0004364382.tif 000014