JP2006000222A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影の対象部位に応じて撮影幾何条件を変更しても、安定して高画質なＣＴ画像を得る。
【解決手段】先ずステップＳ１で撮影条件の設定がなされ、ステップＳ２で撮影条件の中でＸ線源と被写体との距離、被写体とＸ線検出器との距離などによる撮影幾何条件のチェックを行う。前回の撮影から撮影幾何条件が変更されている場合には、ステップＳ３で変更された撮影幾何条件に合わせてテーブルから再構成関数を選択し、ステップＳ４の撮影後にステップＳ５の再構成処理では、この変更された再構成関数を用いて処理を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、被写体との距離等の撮影幾何条件を任意に変更し得るＸ線ＣＴ装置に関するものである。

従来、図６に示すようなＸ線ＣＴ（Computer Tomography）装置においては、被写体Ｓを挟んでＸ線源１とセンサ２が対向して配置され、Ｘ線源１とセンサ２とが被写体Ｓの周囲を回転しながら撮影が行われる。この際のＸ線源１、センサ２、被写体Ｓ中心の幾何学的位置関係は、通常は機械的に固定されている。

しかし、撮影対象となる部位を考えた場合には、図７に示すように例えば胸部ＳＢと頭部ＳＨではその大きさが異なっているため、Ｘ線源１とセンサ２を同時に距離ｄだけ移動し、撮影対象の胸部ＳＢ、頭部ＳＨの大きさに合わせて撮影する撮影方式も採用されている。

また近年では、二次元センサを用いて単純撮影と同じようなコーンビームＸ線によって、必要な部位の投影像を一度に取得した後に再構成し、体軸方向にも断層画像と同等の高精細な解像度を有する三次元画像データを得ることができるコーンビームＸ線ＣＴ装置も実用化されつつある。このようなコーンビームＸ線ＣＴ装置においては、Ｘ線源１とセンサ２を被写体Ｓの周囲を回転させながら撮影する方式と、被写体Ｓを回転させる方式とがある。

一般に、診断に必要な体軸方向の長さは常に一定ではなく、撮影部位によって異なる。従って、診断に必要な体軸方向の長さが小さな撮影部位については、Ｘ線源１とセンサ２間の距離が小さくとも、診断に必要な範囲では十分な画質を得ることが可能である。

また、散乱線の影響を減少させるためには、グレーデル効果による被写体Ｓとセンサ２の間の距離を大きくとることが効果的である。従って、例えば胸部、腹部等の散乱線の大きな部位については、被写体Ｓとセンサ２間の距離も大きくとりながら、Ｘ線源１とセンサ２間の距離を決定する必要がある。

しかし、一次元センサによるＸ線ＣＴ装置の場合には、Ｘ線源１とセンサ２の同時シフトだけでは様々な撮影部位に対応することは困難である。

また、コーンビームＸ線を用いたＸ線ＣＴ装置における再構成アルゴリズムにはＦｅｌｄｋａｍｐの方法が用いられているが、このＦｅｌｄｋａｍｐの方法はファンビームの二次元再構成法であるコンボリューションバックプロジェクション法を三次元に拡張した近似的な再構成法である。

ここで近似的と述べているのは、コーンビームＸ線によるＸ線ＣＴ装置の場合には、その回転による撮影だけでは再構成に必要な全ての投影データが得られるわけではなく、欠落したデータ、所謂ミッシングデータが存在してしまうため、厳密な再構成アルゴリズムは存在しない。

従って、より高精度の再構成を行うとすれば、できるだけＸ線源１とセンサ２間の距離を大きくする必要がある。これはＸ線源１とセンサ２間の距離を大きくすればするほど平行ビームに近付くため、ミッシングデータも減少して再構成の精度も向上するためである。このため、コーンビームＸ線ＣＴ装置においても、再構成に必要な精度を確保したＸ線源１とセンサ２間の距離を用い、この距離を固定して撮影を行っている。

また、コーンビームＸ線ＣＴ装置においては、二次元センサを用いているため、散乱線の影響を無視することはできない。一次元センサ或いは一次元センサを少数並べたセンサにおいては、センサの画素毎に散乱線吸収体を配置して散乱線の侵入を防止したり、センサの体軸方向の空いた領域に散乱線検出用の検出器を配置することにより、散乱線補正を行ったりすることができるが、二次元センサではこのようなことができない。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、撮影幾何条件に対応して常に最適な再構成関数を用いて再構成し、高画質なＣＴ画像を得ることができるＸ線ＣＴ装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源と被写体間の第１の距離、及び被写体とセンサ間の第２の距離を任意の距離に設定可能とし、これらの撮影幾何条件を撮影対象部位に合わせて変更可能としたことを特徴とする。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置によれば、撮影の対象となる部位に応じて最適な撮影幾何条件を選択することができ、この撮影幾何条件に対応して常に最適な再構成関数で再構成されるため、安定して高画質なＣＴ画像を得ることができる。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１はＸ線ＣＴシステムの構成図を示している。患者である被写体Ｓを挟んでＸ線源１１とＸ線検出器１２が配置されており、Ｘ線源１１と被写体間の距離Ｄ１、被写体ＳとＸ線検出器１２間の距離Ｄ２は任意に変更可能とされている。

また、Ｘ線源１１には撮影システム制御部１３の出力が、Ｘ線発生制御部１４を介して接続され、Ｘ線検出器１２の出力は画像入力部１５を介して撮影システム制御部１３に接続されている。更に、撮影システム制御部１３には、画像処理部１６、画像保存部１７、診断モニタ１８、操作部１９、ネットワーク２０が接続されており、ネットワーク２０にはプリンタ２１、診断ワークステーション２２、画像データベース２３が接続されている。

Ｘ線発生制御部１４により制御されたＸ線源１１から発生したＸ線は、被写体Ｓを透過してＸ線検出器１２により検知され、検知されたＸ線は投影画像として画像入力部１５に入力される。このＸ線源１１とＸ線検出器１２は被写体Ｓを回転中心として回転を行いながら、所定の回転角度毎に撮影システム制御部１３を介して画像保存部１７において投影画像の収集を行う。或いは図２に示すように、Ｘ線源１１とＸ線検出器１２の位置関係を保持しながら、回転テーブル上に固定した被写体Ｓを回転させてもよい。

画像入力部１５に入力された各回転角度の投影画像は、撮影システム制御部１３を介して画像処理部１６によって補正、対物変換を含めた前処理や、再構成処理等の画像処理がなされ、断層画像群が作成される。作成された断層画像群は診断モニタ１８に表示、画像保存部１７に保存、ネットワーク２０を介してプリンタ２１、診断ワークステーション２２、画像データベース２３に出力される。表示のウインドウ操作や体軸方向の断層画像の切換表示操作や断面変換操作、三次元表面表示操作等の種々の操作は操作部１９によって行われる。

図３は上述のシステムにおける撮影動作のフローチャート図を示し、先ずステップＳ１で操作部１９により撮影条件の設定がなされる。次にステップＳ２において、撮影システム制御部１３は設定された撮影条件の中でＸ線源１１と被写体Ｓとの距離Ｄ１、被写体ＳとＸ線検出器１２との距離Ｄ２などによる撮影幾何条件のチェックを行う。

前回の撮影から撮影幾何条件が変更されている場合には、ステップＳ３で再構成関数を変更された撮影幾何条件に合わせて選択し、ステップＳ４で撮影を行う。

このステップＳ４の撮影時には、病院システム（ＨＩＳ）や放射線システム（ＲＩＳ）等から撮影要求が入力され、撮影部位が選択される。撮影部位が選択されると、その選択された撮影部位に最適な撮影距離が診断モニタ１８の操作画面に表示され、操作者はこの距離に合わせて距離Ｄ１、距離Ｄ２を調整する。

例えば、天井走行型のＸ線源１１を用いていれば、天井走行のレールに目盛を付しておき、距離Ｄ１、Ｄ２をこの目盛に合わせる。Ｘ線源１１とＸ線検出器１２が一体となっている場合には、距離Ｄ１又はＤ２を任意に変更できるような機構とする。

つまり、図４に示すように、距離Ｄ１、Ｄ２を任意の距離に設定できるようにして、距離Ｄ１、Ｄ２を撮影の対象部位に合わせて相互に変更する。撮影部位に対応して予め決められている距離Ｄ１、Ｄ２は、個々の被写体Ｓの体の大きさ、体厚に合わせて調整してもよい。調整した距離Ｄ１、Ｄ２は、システムに撮影時の距離として自動的或いは操作部１９を介して撮影しシステム制御部１３に入力しておく。なお、この距離Ｄ１、Ｄ２の調整は自動的に行ってもよい。

撮影後に、ステップＳ５の再構成処理では、この変更された再構成関数を用いて撮影システム制御部１３、画像処理部１６において再構成処理を行う。そして、再構成された画像をステップＳ６で表示した後に、必要に応じて出力装置に転送し、ステップＳ７で次の撮影に移行する。

このように、距離Ｄ１、Ｄ２が変更され、異なった撮影幾何条件で撮影された投影データを、同じ再構成関数を用いて再構成しても最適な画質を得ることはできない。そこで図４に示すように、撮影時の撮影幾何条件に最も近い撮影幾何条件の再構成関数を、例えば次表に示すような予め作成してあるテーブルから求め、使用する再構成関数を選択する。撮影が実行され投影データが得られれば、この再構成関数を用いて再構成を行い断層画像を作成する。

表
距離Ｄ１ 距離Ｄ２ 使用する再構成関数
２００ ５０ 再構成関数１
４０ 再構成関数２
３０ 再構成関数３
２０ 再構成関数４
１８０ ５０ 再構成関数５
４０ 再構成関数６
３０ 再構成関数７
・・・ ・・ ・・・

この撮影距離条件−再構成関数テーブルは、例えば距離Ｄ１とＤ２の和が大きいと焦点ぼけが大きくなるため、図５のグラフ図に示すように距離Ｄ２に従って、高周波成分を強調する再構成関数とする。或いは、距離Ｄ２についても、これが大きいと散乱線含有量が大きくなるため、距離Ｄ２が大きくるにつれ高周波成分を強調する再構成関数としている。

Ｘ線ＣＴシステムの構成図である。 被写体が回転する場合の説明図である。 撮影動作のフローチャート図である。 撮影幾何条件ごとの再構成関数テーブルの説明図である。 撮影幾何条件による再構成関数の周波数特性のグラフ図である。 Ｘ線ＣＴ装置の幾何学的配置の説明図である。 従来のシフト機構の説明図である。

符号の説明

１１ Ｘ線源
１２ Ｘ線検出器
１３ 撮影システム制御部
１４ Ｘ線発生制御部
１５ 画像入力部
１６ 画像処理部
１７ 画像保存部
１８ 診断モニタ
１９ 操作部
２０ ネットワーク
Ｓ 被写体

Claims (4)

1. Ｘ線源と被写体間の第１の距離、及び被写体とセンサ間の第２の距離を任意の距離に設定可能とし、これらの撮影幾何条件を撮影対象部位に合わせて変更可能としたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記撮影幾何条件に応じて再構成関数を選択し、前記センサで得られた画像に対し再構成処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記撮影幾何条件と前記再構成関数のテーブルから、前記再構成関数を選択することを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記再構成関数は前記第２の距離が大きくなるにつれ高周波成分を強調するようにしたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つの請求項に記載のＸ線ＣＴ装置。

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