JP2010022708A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】必要な時間帯の画像を得るために、スキャン中のＣＴ値変化カーブを用いて画像作成時間帯を計画時に設定可能にすると共に、後処理に対しての容易化のため、スキャン終了後に部位毎に後処理を順次自動で行うＸ線ＣＴ装置を提供することである。
【解決手段】被検体Ｐの体軸方向に広がりを有するＸ線を照射するＸ線管１２と、前記被検体Ｐを透過したＸ線を検出して電気信号に変換するもので撮影範囲の広いＸ線検出器１３とを有するＸ線ＣＴ装置に於いて、第１の入力部２２により前記Ｘ線の走査前に特定のＣＴ値のカーブを用いて所望の画像作成時間が設定され、走査後に、得られた投影データに基づいて前記ＣＴ値の変化カーブのデータが生成される。生成された変化カーブにおける画像作成範囲は、第１の入力部２２で設定された画像作成範囲に基づいて決定され、この決定された画像作成時間に基づいて、画像の生成処理が画像作成部３１で行われる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、医用機器装置の分野に関するもので、特にＣＴ検査に使用されるＸ線ＣＴ装置に関するものである。

従来のＣＴ装置の技術に於いて、撮影範囲の広い（検出器列の大きい）装置が使用されてきている。こうした撮影範囲の広いＸ線ＣＴ装置では、特定位置に対して連続的にスキャンするダイナミックスキャン（以下、４Ｄダイナミックスキャンと記す）が行われている。

そして、この４Ｄダイナミックスキャンを実行する際、造影剤が被検体内に十分に行き渡った状態でスキャンを行うことが重要である。そして、この４Ｄダイナミックスキャンにより必要な画像を作成する場合、オペレータが、造影剤が検査部位に到達する時間帯を予測して、そのタイミングでの画像を作成するようになっている（例えば、下記特許文献１及び２参照）。
特開２００８−４８９５６号公報 特開平７−１９４５８８号公報

しかしながら、前述した造影剤の到達時間を予測するという判断は難しく、作成後の画像を目視で確認し、再度最適と思われる時間帯の画像を作成するということになる。したがって、画像データの量も膨大なものとなり、検査から診断までの時間をも多く要してしまうという課題を有している。

また、４Ｄダイナミックスキャンによる検査に於いては、検査から診断までスムーズに行うことが必要である。そのためには、必要な時間帯の画像取得が容易または自動的に行われることが必要であり、更にそれらの画像を用いた後処理についても容易に行えることが望ましいものである。

したがって本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、必要な時間帯の画像を得るために、スキャン中のＣＴ値変化カーブを用いて画像作成時間帯を計画時に設定可能にすると共に、後処理に対しての容易化のため、スキャン終了後に部位毎に後処理を順次自動で行うことが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することである。

すなわち本発明は、被検体の体軸方向に広がりを有するＸ線を照射するＸ線管と、前記被検体を透過したＸ線を検出して電気信号に変換するものでＸ線検出器と、該Ｘ線検出器で検出された投影データを再構成処理することにより画像を再構成する再構成手段と、該前記再構成手段によって再構成された画像を表示する表示装置と、を備えたＸ線ＣＴ装置に於いて、前記Ｘ線を照射して走査を行なう前に、ＣＴ値の変化カーブを用いて画像作成時間を設定する設定手段と、前記Ｘ線を照射して走査を行なった後に、得られた投影データに基づいて前記ＣＴ値の変化カーブのデータを生成する変化カーブ取得手段と、前記変化カーブ取得手段で生成した前記変化カーブにおける画像作成範囲を、前記設定手段で設定した画像作成範囲に基づいて決定する画像生成範囲設定手段と、記画像生成範囲設定手段で決定した画像作成時間に基づいて、画像の生成処理を行なう画像作成手段と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、必要な時間帯の画像を得るために、スキャン中のＣＴ値変化カーブを用いて画像作成時間帯を計画時に設定可能にすると共に、後処理に対しての容易化のため、スキャン終了後に部位毎に後処理を順次自動で行うことが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。

図１に於いて、本実施形態に於けるＸ線ＣＴ装置は、架台装置１と寝台装置３及び操作コンソール部２とを備えて構成されている。

前記架台装置１は、架台制御部１１と、Ｘ線管１２と、Ｘ線検出器１３と、回転架台１４と、高電圧発生部１５と、データ収集部（ＤＡＳ）１６と、回転駆動部１７と、第２の入力部１８とを有して構成されるもので、検査室に設置されている。

また、前記寝台装置３は、寝台駆動部３５と、寝台基台３６と、寝台天板３７とを有して構成されるもので、架台装置１と共に検査室に設置されている。

一方、操作コンソール部２は、コンソール制御部２１と、第１の入力部２２と、前処理部２３と、投影データ記憶部２４と、再構成処理部２５と、画像記憶部２６と、画像処理部２７と、表示装置２８と、検査条件記憶部２９と、画像作成部３１と、後処理部３２とを有して構成されるもので、操作室に設置されている。

コンソール制御部２１は操作コンソール部２内の各部の制御を司るもので、第１の入力部２２と共に設定手段を構成している。第１の入力部２２は、マウスやキーボード等で構成される。

ヘリカルスキャンによりスキャンが行われる場合、架台制御部１１によって、第１の入力部２２により入力されたスライス厚、回転速度等のヘリカルスキャン条件が、検査条件記憶部２９に記憶（検査条件の選択）される。そして、そのうち、回転速度、スライス厚、及びファン角度等が、架台・寝台制御信号として架台制御部１１及び寝台駆動部３１に対して出力される。

また、架台制御部１１では、第２の入力部１８の入力（選択された検査条件に関する情報）を受けて、Ｘ線ビーム発生を制御するＸ線ビーム発生制御信号が、高電圧発生部１５に対して出力される。更に、架台制御部１１では、Ｘ線ビームの検出のタイミングを示す検出制御信号が、データ収集装置１６に対して出力される。

前記第２の入力部１８は、架台装置１の表面に「操作パネル」の態様で設置されたタッチセンサ機能を有した表示パネルである。この表示パネルに設けられた第３の入力手段（図示せず）に対して患者ＩＤ等の患者識別情報ず入力されることによって、ネットワークが用いられて当該患者識別情報に対応付けられた患者情報を表示することができるようになっている。

また、第２の入力部１８は、架台装置１への被検体のセッティング及び第１の入力部２２による検査条件の選択が終了した後に、寝台装置３や第１の入力部２２から送信される信号を契機に当該第２の入力部１８の入力が可能となる。このとき、入力可能となったことを検者が認知できるように、当該第２の入力部１８自体が点灯するように構成されることが望ましい。

更に、前記操作室内に検者が入室したことを検知する検知部（図示せず）が操作室の扉（検査室と操作室とを隔てる扉）等に設けられ、その検知部によって操作室内への検者の入室が検知されたことを受けるまで、架台制御部１１が第２の入力部１８を入力可能状態としないようにしてもよい。このような構成とすることで、検者が検査室から操作室内に移動したことを検知した状態で被検体Ｐにスキャン（Ｘ線の照射）を行うこととなるので、検者を必要以上の被爆から回避させることができる。

尚、前記検知部は、例えば、前記扉近傍に設けられ、検査室に設けられた一の検知部と、操作室に設けられた他の検知部とから構成し、一の検知部によって検者が検知された後、他の検知部によって検者が検知されたことによって検者が検査室から操作室に移動したと検知される。

高電圧発生部１５は、Ｘ線管１２からＸ線ビームを曝射させるための高電圧を架台制御部１１からの制御信号に従ってＸ線管１２に供給する。Ｘ線管１２は、高電圧発生部１５から供給された高電圧によってＸ線ビームを曝射する。Ｘ線管１２から曝射されるＸ線ビームは、ファン状やコーン状のビームとなる。

Ｘ線検出器１３は、Ｘ線管１２から曝射され、被検体を透過したＸ線ビームを検出する。シングルスライスＣＴ装置の場合、Ｘ線検出器１３は、ファン状または直線状に、例えば１０００チャンネルのＸ線検出素子を１列に並べて構成されている。また、マルチスライスＣＴ装置の場合、Ｘ線検出器１３は、Ｘ線検出素子を互いに直交する２方向（スライス方向及びチャンネル方向を成す）それぞれにアレイ状に複数個配列され、これにより２次元のＸ線検出器を成している。

回転架台（ガントリ）１４は、Ｘ線管１２とＸ線検出器１３とを内部に保持する。また、回転架台１４は、架台駆動部１７により、Ｘ線管１２とＸ線検出器１３との中間点を通る回転軸を中心にして回転させられる。

データ収集部（ＤＡＳ）１６は、Ｘ線検出器１３の各Ｘ線検出素子と同様にアレイ状に配列されたデータ収集素子を有し、Ｘ線検出器１３により検出されたＸ線ビーム（実際には検出信号）を、架台制御部１１により出力されたデータ収集制御信号に対応させて収集する。この収集されたデータがＸ線投影データとなる。

回転架台１４が１回転するときに、例えば１０００回Ｘ線投影データを収集し、このＸ線投影データを基に所定の方法で画像再構成する。架台駆動部１７は、架台制御部１１により出力された架台制御信号に基づいて、回転架台１４を回転させる。

寝台駆動部３５は、架台制御部１１から出力された寝台移動信号に基づいて、回転架台１４の１回転当たりの寝台天板３７の移動量を求め、この移動量で寝台天板３７を移動させる。寝台基台３６は、寝台駆動部３５により寝台天板３７を上下方向に移動させる。寝台天板３７は被検体Ｐを載せ、被検体Ｐの体軸方向（Ｚ軸方向：スライス方向）に移動可能となっている。

前処理部２３は、データ収集部１６から出力されたＸ線投影データに感度補正やＸ線強度補正等を施す。前処理部２３にて感度補正等の処理が施されたＸ線投影データは、投影データ記憶部２４に一旦記憶される。

再構成処理部２５は、投影データ記憶部２４に記憶されたＸ線投影データを逆投影処理することにより、画像データを再構成する。この逆投影の方法は公知の方法と同じである。また、Ｘ線投影データに対して補間処理を行う場合は、３６０度補間法または１８０度補間法（対向データ補間法）等の公知の補間法により、目的のスライス位置に於けるＸ線投影データを求める。更に、再構成処理部２５では、スキャンと同時にリアルタイムで再構成処理が行われてＣＴ値変化カーブ（ＣＴ値時間変化曲線）が生成される。

再構成された画像データは、詳細を後述するＣＴ値変化カーブと共に画像記憶部２６に一旦記憶された後、画像処理部２７に送られる。画像処理部２７は、第１の入力部２２にて入力された操作者の指示に基づき、画像データを公知の方法により、任意断面の断層像、任意方向からの投影像、またはレンダリング処理による３次元画像等の画像データに変換して表示装置２８に出力する。表示装置２８は、画像処理部２７から出力された断層像等をモニタ上に表示する。

また、画像作成部３１は、Ｘ線の走査後に後述する設定した時間の画像を作成する画像作成手段であり、後処理部３２は前記画像作成部３１で作成された画像を用いた後処理を部位毎に行うものである。

図２（ａ）は、前述した表示装置２８の表示画面の例を示した図である。

同図に於いて、画面４１は、例えば、本スキャンを行う際のスキャン範囲を指定するための画面４２と、スキャン後の画像を表示する画面４３と、スキャン時のモニタ画面４４と、４Ｄスキャンウィザード用の画面４５と、操作釦等で構成される操作部４６とより構成される。

図２（ｂ）は、４Ｄスキャンウィザード用の画面４５の一例として、計画時間の設定用の対話例を示した図である。

この場合、画面４５には、被検体内の造影剤の染まり具合を表すＣＴ値変化カーブ５０と、このＣＴ値変化カーブ５０に対して図示されないマウス等のドラッグ操作による計画時間の設定線５１と、画像作成時間帯設定釦５２ａ、５２ｂ、５２ｃが表示されている。尚、ここでは、画像作成時間帯設定釦５２ａ、５２ｂ、５２ｃは３つ表示されているがこれに限られるものではなく、複数の時間帯が設定可能であればよい。或いは、時間帯の設定は１つでもよい。また、画像作成時間帯は、ピンポイントであっても、ある程度の幅を有したものであってもよい。

ところで、本実施形態では、ＣＴ値変化カーブ５０を用いて画像作成を容易にする処理と、後処理を部位毎に容易にする処理によって構成される。

ここで、図３のフローチャートを参照して、検査の手順について説明する。

先ず、ステップＳ１に於いて、本スキャンを行うための計画用撮影であるスキャノグラムが実行された後の本スキャンの対話にて、一般的なＣＴ値変化カーブが表示されて、そのＣＴ値変化カーブ上で所望の時間帯の画像作成が計画される。ここでのＣＴ値変化カーブは、被検体の部位や年齢や体重等に応じて算出された統計的なカーブとする。

次いで、ステップＳ２にて、本スキャンの前に、どの部分のＣＴ値を監視するかの設定が行われる。これは、前述したスキャノグラムのスキャン範囲を指定するための画面４２を使用して行われる。その後、ステップＳ３にて、本スキャンが行われるが、本スキャン中は設定された部分のＣＴ値が監視される。そして、スキャン後のＣＴ値変化カーブが画像記憶部２６に保存される。また、本スキャンと同時に、リアルタイムで再構成処理が行われて、ＣＴ値の時間変化カーブが生成される。

尚、ＣＴ値変化カーブは、指定されて関心領域内のＣＴ値に基づく値（各画素の平均、積算、重み付け加算等）である。そして、時間変化カーブを求めるにあたり、再構成処理部２５にて画像の再構成が行われるが、それは一部の領域（空間的な領域）に限定される。後から、このＣＴ値変化カーブに基づいて指定された時間範囲について、前記空間領域と異なる領域、例えば前記ＣＴ値変化カーブの生成用再構成の空間的な領域よりも広い、全体的な空間領域の再構成が行われる。

ステップＳ４では、スキャン後に、保存されたＣＴ値変化カーブと計画時に使用された一般的なＣＴ値変化カーブのフィッティング処理が行われて、計画された時間帯が、実際のＣＴ値変化カーブ上で特定される。続くステップＳ５では、このステップＳ４の結果を基に、計画された時間帯の画像が画像作成部３１で作成される。

図４は、前述したＣＴ値変化カーブのフィッティングによる作成時間帯の特定を説明するための図である。

例えば、図４（ａ）に破線で示されるカーブは、前述した統計的なカーブであり、時間帯ｔ₁ ，ｔ₂ が計画時の作成すべき時間帯であるものとする。一方、図４（ｂ）は実際の被検体に対する本スキャンで得られたＣＴ値変化カーブを示している。そして、図４（ｃ）に示されるように、図４（ａ）に示される統計的なＣＴ値変化カーブが、例えば最小２乗法等の手法によって本スキャンのＣＴ値変化カーブに合わせ込まれる。これにより、図４（ｄ）に示されるように、実際のＣＴ値変化カーブに対する時間帯ｔ₁ ，ｔ₂ が特定される。

次に、ステップＳ６では、本スキャンがなされた後の処理対話が画面４５に表示される。この対話表示では、画像の作成の時間帯を再度指定することができる。すなわち、ステップＳ７に於いて、画像再作成が行われるか否かが判定される。

図５は、４Ｄスキャンウィザード用の画面４５の一例として、スキャン後の処理用の対話例を示した図である。この場合、画面４５は、画像再作成エリア６１と、スキャン後の処理の流れを説明するための後処理対話エリア６２とで構成されている。

画像再作成エリア６１には、画像再作成釦６５が表示される。この画像再作成釦６５は、前述したステップＳ１〜Ｓ５によって得られた画像が、オペレータにとって満足するものでなかった場合等、画像の再作成を行わせるための釦である。すなわち、図示されないマウス等によって画像再作成釦６５が押されると、画像再作成が行われる。この場合は、ステップＳ８に移行して、図２に示される表示画面４１に戻って画像作成時間の再設定が行われる。但し、この場合は実際のＣＴ値変化カーブが用いられる。その後、前記ステップＳ５に移行する。

一方、前記ステップＳ７に於いて、画像再作成釦６５が押されない場合は、その画像が用いられた画像処理をスムーズに行うことができるように、ステップＳ９にて部位選択が行われる。

図５に示される画面４５の後処理対話エリア６２は、部位選択釦６６と、後処理選択釦（処理１）６７ａ、後処理選択釦（処理２）６７ｂ、後処理選択釦（処理３）６７ｃ、後処理選択釦（処理４）６７ｄ、後処理選択釦（処理５）６７ｅと、後処理を行わない中止釦（Ｑｕｉｔ）６８と、選択確定用のＯＫ釦６９と、処理内容表示部７０とで構成される。

ステップＳ９では、部位毎に設定されている後処理のプロトコル選択が行われる。すなわち、部位選択釦６６が図示されないマウス等が操作されることによって、所望の部位、例えば、頭部、胸部、…等の部位のプロトコルが順次切り替わるようになっている。

そして、部位選択が行われた後、続くステップＳ１０にて、選択された部位毎に後処理を行う対話が後処理対話エリア６２に表示される。そして、表示されたプロトコルの内容に従って後処理が順次行われる。すなわち、後処理対話エリア６２に処理１〜処理６と表示されている後処理選択釦６７ａ〜６７ｅの何れかが選択され、更にＯＫ釦が押されて内容が確定されたとする。すると、処理内容表示部７０に、後処理選択釦６７ａ〜６７ｅから選択された処理内容が表示される。

例えば、後処理選択釦（処理１）６７ａが選択されたとすると、その処理内容は、フィルタ処理→サブトラクション処理→時間方向のスタック処理→動脈、静脈の分離→３Ｄ表示、であることが、処理内容表示部７０に表示される。これにより、後処理部３２にて前記処理内容に従った処理が実施される。尚、図示されないが、後処理選択釦６７ｂ〜６７ｅについても、同様に各種の処理内容が表示される。

尚、処理内容により、自動で画像作成まで行う（フィルタ処理等）場合と、３Ｄ作成のような場合には自動で対話まで移動し、オペレータによる処理の終了後（クローズ）に自動で次のステップに進む場合がある。

また、中止釦６８が押された場合は、スキャンによる後処理は自動で行われず手動による処理がなされるようになる。

尚、前述した実施形態では、画像作成時間を変更する場合はステップＳ８にて行っていたが、これに限られるものではない。例えば、ステップＳ１の画像作成時間設定時であってもよい。

以上のように、本実施形態によれば、４Ｄダイナミックスキャンに於いて、最適な時間帯での画像を容易に作成することができるようになる。これにより、所望の時間帯のみの画像を作成すればよいので、画像データの量を削減することができ、また、後処理についても簡単操作で行うことができるので、検査から診断までの時間を短縮することができ、結果としてワークフローの向上が行える。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。

更に、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の一実施形態によるＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。 （ａ）は図１の表示装置２８の表示画面の例を示した図、（ｂ）は（ａ）の４Ｄスキャンウィザード用の画面４５の一例として、計画時間の設定用の対話例を示した図である。 本発明の一実施形態によるＸ線ＣＴ装置の検査の手順について説明するためのフローチャートである。 ＣＴ値変化カーブのフィッティングによる作成時間帯の特定を説明するための図である。 ４Ｄスキャンウィザード用の画面４５の一例として、スキャン後の処理用の対話例を示した図である。

符号の説明

１…架台装置、２…操作コンソール部、３…寝台装置、１１…架台制御部、１２…Ｘ線管、１３…Ｘ線検出器、１４…回転架台、１５…高電圧発生部、１６…データ収集部（ＤＡＳ）、１７…回転駆動部、１８…第２の入力部、２１…コンソール制御部、２２…第１の入力部、２３…前処理部、２４…投影データ記憶部、２５…再構成処理部、２６…画像記憶部、２７…画像処理部、２８…表示装置、２９…検査条件記憶部、３１…画像作成部、３２…後処理部、３５…寝台駆動部、３６…寝台基台、３７…寝台天板、４１、４２、４３、４５…画面、４４…モニタ画面、４６…操作部、５０…ＣＴ値変化カーブ、５１…設定線、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ…画像作成時間帯設定釦、６１…画像再作成エリア、６２…後処理対話エリア。

Claims (7)

1. 被検体の体軸方向に広がりを有するＸ線を照射するＸ線管と、前記被検体を透過したＸ線を検出して電気信号に変換するものでＸ線検出器と、該Ｘ線検出器で検出された投影データを再構成処理することにより画像を再構成する再構成手段と、該前記再構成手段によって再構成された画像を表示する表示装置と、を備えたＸ線ＣＴ装置に於いて、
   前記Ｘ線を照射して走査を行なう前に、ＣＴ値の変化カーブを用いて画像作成時間を設定する設定手段と、
   前記Ｘ線を照射して走査を行なった後に、得られた投影データに基づいて前記ＣＴ値の変化カーブのデータを生成する変化カーブ取得手段と、
   前記変化カーブ取得手段で生成した前記変化カーブにおける画像作成範囲を、前記設定手段で設定した画像作成範囲に基づいて決定する画像生成範囲設定手段と、
   前記画像生成範囲設定手段で決定した画像作成時間に基づいて、画像の生成処理を行なう画像作成手段と、
   を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記変化カーブ取得手段は、前記Ｘ線を照射して走査を行なっている時に、該走査と同時にリアルタイムで前記変化カーブを生成するものであることを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記変化カーブ取得手段は、前記投影データを再構成して得られた画像に基づいて前記変化カーブのデータを求めるものであり、
   前記画像生成範囲設定手段は、前記変化カーブの生成用再構成の空間的な範囲と異なる範囲の画像を再構成して画像を生成するものであることを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記設定手段は、複数の画像作成時間を設定可能であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記画像作成手段は、前記Ｘ線の走査後にも前記保存手段に保存されたＣＴ値変化カーブを用いて画像作成を行うことが可能であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記画像作成手段で作成された画像を用いた後処理を前記被検体の部位毎に行う後処理手段を更に具備することを特徴とする請求項５にＸ線ＣＴ装置。
7. 前記表示装置は、前記後処理手段で行われる処理内容を表示して所望の後処理を選択可能とすることを特徴とする請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。

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