JP4901159B2

JP4901159B2 - Ｘ線ｃｔ装置及びｘ線撮影方法

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Publication number: JP4901159B2
Application number: JP2005252330A
Authority: JP
Inventors: 昌快津雪; 豊秋田中
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2025-08-31
Also published as: JP2007061426A; US20070053478A1; CN100571630C; CN1923138A; US7881423B2

Description

撮影系で取得したデータを基に、被検体の断層画像を得るＣＴモードと、被検体の透視像を得る透視モードとを切り替え可能なＸ線ＣＴ装置及びＸ線撮影方法に関する。

第３世代と称される公知のＸ線ＣＴ（Computerized Tomography）装置は、患者（被検体）を間にして、Ｘ線管と多チャンネルのＸ線検出素子を複数の列状に備えるＸ線検出器とを対向配置し、これらを、被検体の周りに３６０°に亘って回転させながら、Ｘ線管からＸ線ビームを患者の所定部位に照射する。そして、所定部位を透過したＸ線量をＸ線検出器により投影データとして計測し、このデータを基にコンピュータを用いて画像再構成処理することによって、所定部位の断層像を得ている。

このように、Ｘ線ＣＴ装置では通常、断層像しか得ることができないが、例えば、手術中等においては、断層像と共に被検体の関心部位全体の透視像も必要とされる場合があり、そのために、手術室に透視モードを兼ね備えたＸ線ＣＴ装置を配置する（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−６６０３７号公報

しかしながら、従来のＸ線ＣＴ装置におけるＣＴ撮影では、Ｘ線装置より強いＸ線を使う傾向があり、患者のＸ線被曝量が多く、患者に多大なる負担をかけていた。

また、Ｉ．Ｉ．（Image Intensifier）を備えたＸ線装置では、大まかに、装置に対する患者の位置合わせを行なった後、実際に患者にＸ線を照射しながら、位置の微調整を行なう必要があった。そのために、患者のＸ線被曝量が多く、患者の体に多大なる負担をかけていた。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、透視モード時の患者に対するＸ線被曝量を低減できるＸ線ＣＴ装置及びＸ線撮影方法を提供することを目的とする。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、上述した課題を解決するために、Ｘ線源、Ｘ線検出器、及び寝台天板を備える撮影系で取得した投影データに基づいて被検体の断層画像を得るＣＴモードと、前記被検体の透視像を得る透視モードとを切り替え可能なＸ線ＣＴ装置において、前記被検体に関する３次元領域内の画像データを記憶する画像データ記憶手段と、前記Ｘ線源の回転軌道を模擬する第１画像と、前記第１画像の回転軌道上における前記Ｘ線源の位置を指すように配置される第１マーカ画像と、前記寝台天板の動作軌道を模擬する第２画像と、前記第２画像の動作軌道上における前記寝台天板の位置を指すように配置される第２マーカ画像とを表示部に表示させ、表示画面を用いて入力される前記第１マーカ画像及び前記第２マーカ画像の各位置を前記撮影系のポジションとして設定するポジション設定手段と、前記３次元領域内の画像データに対して３次元画像処理を施して、前記設定されたポジションに対応する撮影方向を、前記撮影系の可動範囲に対応するように可動範囲が制限された視線方向とする表示用の３次元画像データを生成する３次元画像処理手段と、前記設定されたポジションに基づいて、前記撮影系を位置合わせする制御手段と、前記制御手段にて位置合わせされた前記撮影系で取得したデータから前記撮影方向における前記透視像を生成する透視像生成手段と、を有する。

本発明に係るＸ線撮影方法は、上述した課題を解決するために、Ｘ線源、Ｘ線検出器、及び寝台天板を備える撮影系で取得したデータに基づいて被検体の断層画像を得るＣＴモードと、前記被検体の透視像を得る透視モードとを切り替え可能なＸ線撮影方法において、前記被検体に関する３次元領域内の画像データが記憶される画像データ記憶工程と、前記Ｘ線源の回転軌道を模擬する第１画像と、前記第１画像の回転軌道上における前記Ｘ線源の位置を指すように配置される第１マーカ画像と、前記寝台天板の動作軌道を模擬する第２画像と、前記第２画像の動作軌道上における前記寝台天板の位置を指すように配置される第２マーカ画像とが表示部に表示され、表示画面を用いて入力される前記第１マーカ画像及び前記第２マーカ画像の各位置が前記撮影系のポジションとして設定されるポジション設定工程と、前記３次元領域内の画像データに対して３次元画像処理が施され、前記設定されたポジションに対応する撮影方向を、前記撮影系の可動範囲に対応するように可動範囲が制限された視線方向とする表示用の３次元画像データが生成される３次元画像処理工程と、前記設定されたポジションに基づいて、前記撮影系が位置合わせされる制御工程と、前記制御工程にて位置合わせされた前記撮影系で取得したデータから前記撮影方向における前記透視像を生成する透視像生成工程と、を有する。

本発明に係るＸ線装置によると、透視モード時の患者に対するＸ線被曝量を低減できる。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置及びＸ線撮影方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第１実施の形態を示す概略図である。

図１は、患者（被検体）Ｐの断層画像を得るＣＴ（Computerized Tomography）モードと、Ｘ線テレビのように患者Ｐの透視像を得る透視モードとを切り替え可能なＸ線ＣＴ装置１０を示し、このＸ線ＣＴ装置１０には、撮影系として、患者Ｐへ向けてＸ線を照射するＸ線管１１と、患者Ｐを臥位に載置する寝台天板１２と、患者Ｐを透過したＸ線量を検出するＸ線検出器１３と、Ｘ線管１１とＸ線検出器１３とを一体として回転させる架台（ガントリ）１４とが設けられる。

また、Ｘ線ＣＴ装置１０は、コンピュータをベースとした構成をもっており、Ｘ線ＣＴ装置１０を構成する各ユニットを、有機的に制御する中枢的な機能を果たす制御手段としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）２０、ＲＯＭ（Read Only Memory：図示しない）、ＲＡＭ（Random Access Memory：図示しない）、ＨＤ（Hard Disk：図示しない）、モニタ２７及び入力装置２８等の基本的なハードウェアから構成される。

さらに、Ｘ線ＣＴ装置１０には、ＨＤ等に格納されたプログラムがＣＰＵ２０によって読み込まれてそのプログラムが実行されることによって、ＣＴモードの場合にＸ線検出器１３の出力を患者Ｐのスライス面に対するＸ線投影データ（以下、単に「投影データ」という。）を収集する投影データ収集手段３１と、この投影データ収集手段３１で収集した投影データをデジタル信号に変換してメモリ（ＲＡＭ又はＨＤ等）に記憶させる投影データ記憶手段３２と、この投影データ記憶手段３２によって記憶した投影データから３次元領域内の画像データ（３次元画像データ）を生成し、その３次元画像データに対して３次元画像処理を施して表示用の画像データ（３Ｄ系画像データ）を生成する３Ｄ系画像処理手段３４と、この３Ｄ系画像処理手段３４で生成した３次元画像データや３Ｄ系画像データをメモリに記憶させる画像データ記憶手段３５と、透視モードの場合にＸ線検出器１３の出力を基に透視像を生成する透視像生成手段３６と、３Ｄ系画像及び透視像をモニタ２７に表示させる表示手段（表示制御手段）３７として機能する。なお、Ｘ線ＣＴ装置１０は、プログラムの実行によって各手段３１，３２，３４，３５，３６及び３７として機能する構成に限らず、ハードウェアとしての特定の回路による構成であってもよいし、また、それらを任意に組み合わせた構成であってもよい。

モニタ２７としては、ＣＴモードで生成した３Ｄ系画像データを３Ｄ系画像として表示する３Ｄ系画像用モニタ２７ａと、透視モードで生成した透視像を表示する透視像用モニタ２７ｂ等が挙げられる。

入力装置２８としては、入力内容等を図や文字で表示したりオペレータが表示項目に指で触れて操作したりすることのできるタッチパネル（図示しない）等が挙げられ、入力装置２８を用いてＣＰＵ２０に対してオペレータが各種設定値及び指示事項等を入力する。透視モードでは、所定の透視方向からの透視像が得られるように撮影系の位置を設定し、その設定された位置で複数フレームの画像を連続的に表示して、患者Ｐの内部の様子を動画として表示することができる。

Ｘ線管１１には、ＣＰＵ２０の指令のもと、高電圧発生部４１によって管電圧及び管電流が与えられる。管電圧及び管電流の値はＣＴモードの場合と透視モードの場合とに応じて適宜変更される。ＣＴモードの場合には、ＣＰＵ２０は、Ｘ線管１１への高電圧の印加条件を、ＣＴ撮影に適した管電圧及び管電流の値、例えば１２０ｋＶ、３００ｍＡとなるように高電圧発生部４１を制御する。さらに、ＣＰＵ２０は、架台１４を所定方向へ連続的に適正な速度、例えば０．５秒／回転で駆動させるように架台転駆動部４３を制御する。

一方、透視モードの場合には、ＣＰＵ２０は、高電圧発生部４１に対しては透視撮影に適した管電圧及び管電流の値、例えば１２０ｋＶ、１００ｍＡをＸ線管１１へ印加するように設定を変更する。さらに、ＣＰＵ２０は、架台１４の連続回転を所定位置、例えばＸ線管１１が患者Ｐの真上位置に停止させ、その所定位置から正方向又は逆方向に架台１４を所定角度ずつ回転させるように架台駆動部４３を制御する。

寝台天板１２は、ＣＰＵ２０の指令のもと、寝台駆動部４２によって、患者Ｐの体軸方向（前後方向）に水平に移動され、体軸方向に対して左右方向（幅方向）へ移動され、また、上下方向へ移動される。

Ｘ線検出器１３は、例えば８００チャンネルのＸ線検出素子（図示しない）が、Ｘ線管２から照射されるＸ線ビームの広がりに合わせて一列に配列されたもの（Ｃ１〜Ｃ８００）が、スライス方向（患者Ｐの体軸方向）に並列に例えば２５６列（Ｓ１〜Ｓ２５６）配列されて構成されており、所謂マルチスライス対応のものとなっている。

架台１４は、ＣＰＵ２０の指令のもと、架台駆動部４３によって所定方向へ連続的に回転駆動され、又は、所定位置を基準として所望の角度毎に正方向あるいは逆方向へ回転するように制御される。また、架台１４は、ＣＰＵ２０の指令のもと、チルト角が制御される。

３Ｄ系画像処理手段３４は、投影データから被検体内部のＣＴ断層像を生成する再構成処理を行ない、画像データ記憶手段３５によって、３次元領域のデータである３次元画像データ（例えばボリュームデータ）としてメモリに記憶させる。また、３Ｄ系画像処理手段３４は、３次元画像データから３次元画像処理により３Ｄ系画像データを生成する。

ここで、３Ｄ系画像処理手段３４で行なわれる３次元画像処理としては、ボリュームレンダリング処理、サーフェースレンダリング処理、ＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）処理、ＭＩＰ（Minimum Intensity Projection）処理及びＣＶＲ（Computed Volume Radiography）処理等が挙げられる。

また、３Ｄ系画像処理手段３４で生成する３次元画像データには、その３次元画像データから取得する３Ｄ系画像の撮影方向（投影方向）を表す情報としての視点（この視点で透視像を生成するための撮影系の仮想ポジション）の情報や患者情報等が付帯される。撮影系の仮想ポジションとして、例えば、寝台天板１２の高さ位置、幅位置及び前後位置と、架台１４のチルト角と、Ｘ線管１１の管球位置（透視開始時の位置）とが挙げられる。

続いて、Ｘ線ＣＴ装置１０を用いたＸ線撮影方法について、図２に示したフローチャートを用いて説明する。

まず、寝台天板１２に載置された患者Ｐに対して、診断又は治療計画の目的でＣＴモードにてＣＴ撮影が行なわれ（ステップＳ１）、投影データが収集される。ＣＰＵ２０は、Ｘ線管１１への高電圧の印加条件として、ＣＴ撮影に適した管電圧及び管電流の値、例えば１２０ｋＶ、３００ｍＡとなるように高電圧発生部４１を制御する。さらに、ＣＰＵ２０は、架台１４を所定方向へ連続的に適正な速度、例えば０．５秒／回転で駆動させるように架台転駆動部４３を制御する。

Ｘ線管１１から患者Ｐへ向けてＸ線が照射され、患者Ｐを透過したＸ線量がＸ線検出器１３で検出される。Ｘ線検出器１３の出力によって患者Ｐのスライス面に対する投影データが投影データ収集手段３１によって収集される。この投影データ収集手段３１によって収集された投影データはデジタル信号に変換され、投影データ記憶手段３２によってメモリに記憶される。

ステップＳ１の撮影で収集し、投影データ記憶手段３２によって記憶された投影データを基に、３Ｄ系画像処理手段３４によって、複数視点の３次元画像データがそれぞれ生成される（ステップＳ２）。３Ｄ系画像処理手段３４で生成する各３次元画像データには、３次元画像データから取得する３Ｄ系画像の視点の情報が付帯される。３Ｄ系画像処理手段３４によって生成された各視点の３Ｄ系画像データは画像データ記憶手段３５によってメモリに記憶される（ステップＳ３）。

また、所定視点の３次元画像データに３次元画像処理が施され、表示用としての３Ｄ系画像データは表示手段３７によって、モニタ２７の３Ｄ系画像用モニタ２７ａに３Ｄ系画像として表示される（ステップＳ４）。なお、３Ｄ系画像データは画像データ記憶手段３５によってメモリに記憶されてもよい。

図３は、３Ｄ系画像用モニタ２７ａに表示された３Ｄ系画像の一例を示す図である。この３Ｄ系画像は、患者Ｐの頸部を撮影したものである。

次いで、オペレータは、透視モードにて患者Ｐを撮影する場合に、ステップＳ４で表示した所定視点に近い撮影方向で頸部の透視像を表示したいか、又は、ステップＳ４で表示した所定視点以外の撮影方向で頸部の透視像を表示したいかを判断する。ステップＳ４で表示した所定視点に近い撮影方向で頸部の透視像を表示したい場合、オペレータは、入力装置２８を用いて視点決定操作を、一方、ステップＳ４で表示した所定視点以外の撮影方向で頸部の透視像を表示したい場合、入力装置２８を用いて視点変更操作をそれぞれ行なう。入力装置２８を用いた視点決定操作又は視点変更操作は、例えば撮影系の仮想ポジションを設定する画面上で行なわれる。

図４は、撮影系の仮想ポジション設定画面の一例を示す図である。

図４に示した撮影系の仮想ポジション設定画面では、撮影系の仮想ポジションとしての寝台天板１２の高さ位置、幅位置及び前後（体軸方向）位置と、架台１４のチルト角と、Ｘ線管１１の管球位置とを画面上で選択可能になっている。

撮影系の仮想ポジション設定画面における表示初期の撮影系の仮想ポジションは、ステップＳ４で表示された３Ｄ系画像に付帯した視点の情報に対応してセットされている。撮影系の仮想ポジション設定画面上で視点決定操作を行なう場合、「設定（視点決定）」ボタンがクリックされ、ステップＳ４で表示した３Ｄ系画像の所定視点に近い撮影方向による透視を行なうための撮影系の仮想ポジションが決定される。

さらに、撮影系の仮想ポジション設定画面上で視点変更操作を行なう場合、撮影系の仮想ポジションを任意に移動させる。スライドバーを所望の位置に移動させることによって、撮影系の仮想ポジションとしての寝台天板１２の高さ位置、幅位置及び前後位置と、架台１４のチルト角とが、また、管球マーク「▼」にカーソルを当てて管球マークを軌道上の所望の位置まで移動させる。撮影系の仮想ポジションを任意に移動させた後、「３Ｄ系画像の表示（視点変更）」ボタンがクリックされる。

図１に示した入力装置２８で視点決定操作が行なわれたか、又は、視点変更操作が行なわれたかによって、ＣＰＵ２０は、透視モードの準備を行なうか否かを判断する（ステップＳ５）。例えば、図４に示した撮影系の仮想ポジション設定画面上で「設定」ボタンがクリックされたか、又は、撮影系の仮想ポジションを任意に移動させた後、「３Ｄ系画像の表示（視点変更）」ボタンがクリックされたかによって、ＣＰＵ２０は、透視モードの準備を行なうか否かを判断する。

ステップＳ５の判断にてＹｅｓ、すなわち、入力装置２８で視点決定操作が行なわれ、ＣＰＵ２０が、透視モードの準備を行なうと判断した場合、ＣＰＵ２０は、寝台駆動部４２及び架台駆動部４３を制御して、ステップＳ４で表示した３Ｄ系画像の所定視点で透視像が得られるポジションに、撮影系としての寝台天板１２及び架台１４を自動位置合わせする（ステップＳ６）。例えば、図４に示した撮影系の仮想ポジション設定画面上で「設定」ボタンがクリックされた場合、ＣＰＵ２０は、寝台駆動部４２及び架台駆動部４３を制御して、「設定」ボタンのクリック時における撮影系の仮想ポジションに対応したポジションに、寝台天板１２及び架台１４を自動位置合わせする。

次いで、透視モードにて透視撮影が行なわれ（ステップＳ７）、診断、ＩＶＲ（InterVentional Radiology）及び術後フォローアップ等が行なわれる。透視モードでは、ＣＰＵ２０は、Ｘ線管１１への高電圧の印加条件として、透視撮影に適した管電圧及び管電流の値、例えば１２０ｋＶ、１００ｍＡとなるように高電圧発生部４１を制御する。さらに、ＣＰＵ２０は、架台１４を、ステップＳ４で表示した３Ｄ系画像の所定視点に近い撮影方向で透視像を撮影するための始点位置に位置合わせする。また、ＣＰＵ２０は、始点位置から正方向又は逆方向へ架台１４を所定角度ずつ回転させるように架台駆動部４３を制御する。

Ｘ線管１１から患者Ｐへ向けてＸ線が照射される。なお、Ｘ線管１１から照射されるＸ線はＸ線検出器１３のＸ線入射面の大きさにコリメータ（図示しない）等によって整形される。

透視像生成手段３６では、Ｘ線検出器１３の出力から透視像が生成される。ここで、透視像生成手段３６では、Ｘ線検出器１３からのデータを受けて、Ｘ線管１１のＸ線源とＸ線検出器１３の中心を結ぶＸ線パスに直交する面又はその面に平行な面に再投影する処理が施されて透視像が生成される。透視像は表示手段３７を介してモニタ２７の透視像用モニタ２７ｂに表示される（ステップＳ８）。よって、ステップＳ８では、ステップＳ４で表示した３Ｄ系画像の所定視点に近い撮影方向による透視像を表示することができる。

一方、ステップＳ５の判断にてＮｏ、すなわち、入力装置２８で視点変更操作が行なわれ、ＣＰＵ２０が、透視モードの準備を行なわないと判断した場合視点変更操作に連動して、画像データ記憶手段３５によって記憶された３次元画像データのうち、変更後の視点を付帯情報としてもつ３次元画像データに３次元画像処理が施され、３Ｄ系画像データが３Ｄ系画像用モニタ２７ａに３Ｄ系画像として表示される（ステップＳ９）。例えば、図４に示した撮影系の仮想ポジション設定画面上で撮影系の仮想ポジションが移動されてポジションが変更され、「３Ｄ系画像の表示」ボタンがクリックされた場合、画像データ記憶手段３５によって記憶された３次元画像データのうち、変更後の撮影系の仮想ポジションを付帯情報としてもつ３次元画像データに３次元画像処理が施され、３Ｄ系画像データが３Ｄ系画像用モニタ２７ａに３Ｄ系画像として表示される。次いで、ステップＳ５に戻り、再びＣＰＵ２０は、透視モードの準備を行なうか否かを判断する。

なお、入力装置２８を用いた視点決定操作又は視点変更操作は、図４に示した撮影系の仮想ポジションの設定画面上で行なうことに限定されるものではなく、例えば３Ｄ系画像が表示された３Ｄ系画像用モニタ２７ａの画面上で行なわれてもよい。この画面上で視点変更操作を行なう場合、オペレータは、入力装置２８を用いたドラッグ操作等を行なう。視点変更操作を行なうと、その視点変更操作に連動して視点変更操作後の撮影方向の３Ｄ系画像が３Ｄ系画像用モニタ２７ａに表示される。しかし、ＣＴモードでは収集した投影データを画像処理することで多種多様の視点の３Ｄ系画像を取得できる一方、透視モードでは撮影系の機構上の制限を受けるので、多種多様の視点の３Ｄ系画像全てに対応した撮影方向の透視像を取得することできない。よって、３Ｄ系画像が表示された画面上で行なわれる視点変更操作は画像、透視像を取得できる範囲内に撮影方向限って視点変更操作を行なえるようにする。

図５は、３Ｄ系画像用モニタ２７ａに表示された３Ｄ系画像の一例を示す図である。この３Ｄ系画像は、患者Ｐの頸部を撮影したものであり、図３に示された３Ｄ系画像とは視点を異にする。

なお、Ｘ線ＣＴ装置１０は、Ｘ線検出器１３に入射するＸ線の方向性（チャンネル方向及びスライス方向）を絞るコリメータ（図示しない）をもつが、図６に示すように、ステップＳ４で表示された３Ｄ系画像上で、コリメータの仮想開度を調節するようにしてもよい。３Ｄ系画像上で調節されたコリメータの仮想開度に従って、コリメータの開度が決定され、透視像の撮影が行なわれる。

本実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置１０及びＸ線撮影方法によると、ＣＴモードで生成・表示した３Ｄ系画像の視点に近い撮影方向で透視像を生成・表示することで、透視モード時、患者Ｐの位置決めの際に患者ＰにＸ線を曝射する必要がないので、患者Ｐに対するＸ線被曝量を低減できる。

図７は、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第２実施の形態を示す概略図である。

図７は、Ｘ線ＣＴ装置１０Ａを示し、このＸ線ＣＴ装置１０Ａには、３Ｄ系画像内における所定部分がオペレータによって任意に指定されるとコンピュータは、ＣＰＵ２０によってプログラムが実行され、所定部分が拡大表示となる撮影方向を表す情報としての視点を演算する視点演算手段５１として機能する。なお、図７に示したＸ線ＣＴ装置１０Ａにおいて、図１に示したＸ線ＣＴ装置１０と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。

続いて、Ｘ線ＣＴ装置１０Ａを用いたＸ線撮影方法について、図８に示したフローチャートを用いて説明する。

まず、寝台天板１２に載置された患者Ｐに対して、診断又は治療計画の目的でＣＴモードにてＣＴ撮影が行なわれ（ステップＳ１）、投影データが収集される。

ステップＳ１の撮影で収集し、投影データ記憶手段３２によって記憶された投影データを基に、３Ｄ系画像処理手段３４によって、複数視点の３次元画像データがそれぞれ生成される（ステップＳ２）。３Ｄ系画像処理手段３４によって生成される各３Ｄ系画像データは画像データ記憶手段３５によってメモリに記憶される（ステップＳ３）。

画像データ記憶手段３５によって記憶された３次元画像データのうち、所定視点の３次元画像データに３次元画像処理が施され、３Ｄ系画像データが、表示手段３７を介してモニタ２７の３Ｄ系画像用モニタ２７ａに３Ｄ系画像として表示される（ステップＳ４）。

オペレータは、入力装置２８を用いて、ステップＳ４で表示された３Ｄ系画像内から所定部分を指定する。視点演算手段５１では、オペレータによって任意に指定された所定部分が拡大表示となる視点が演算される（ステップＳ１１）。例えば、入力装置２８を用いて３Ｄ系画像内から血管部分が指定されると、視点演算手段５１では、その血管部分の表示が３Ｄ系画像上で最大となる視点が演算される。

ステップＳ１１で演算した視点の３Ｄ系画像データは３Ｄ系画像として、表示手段３７を介して３Ｄ系画像用モニタ２７ａに表示される（ステップＳ１２）。

次いで、オペレータは、透視モードにて患者Ｐを撮影する場合、ステップＳ１２で表示した視点に近い撮影方向で頸部の透視像を表示したいか、又は、ステップＳ１２で表示した視点以外の撮影方向で頸部の透視像を表示したいかを判断する。オペレータは、ステップＳ１２で表示した視点に近い撮影方向で頸部の透視像を表示したい場合、入力装置２８を用いて視点決定操作を、一方、ステップＳ１２で表示した視点以外の撮影方向で頸部の透視像を表示したい場合、入力装置２８を用いて視点変更操作をそれぞれ行なう。

入力装置２８で視点決定操作が行なわれたか、又は、視点変更操作が行なわれたかによって、ＣＰＵ２０は、透視モードの準備を行なうか否かを判断する（ステップＳ５）。

ステップＳ５の判断にてＹｅｓ、すなわち、入力装置２８で視点決定操作が行なわれ、ＣＰＵ２０が、透視モードの準備を行なうと判断した場合、ＣＰＵ２０は、寝台駆動部４２及び架台駆動部４３を制御して、ステップＳ１２で表示した３Ｄ系画像の視点で透視像が得られるポジションに、撮影系としての寝台天板１２及び架台１４を自動位置合わせする（ステップＳ６）。

次いで、透視モードにて透視撮影が行なわれ（ステップＳ７）、診断、ＩＶＲ及び術後フォローアップ等が行なわれる。

透視像生成手段３６では、Ｘ線検出器１３の出力から透視像が生成される。ここで、透視像生成手段３６では、Ｘ線検出器１３からのデータを受けて、Ｘ線管１１のＸ線源とＸ線検出器１３の中心を結ぶＸ線パスに直交する面又はその面に平行な面に再投影する処理が施されて透視像が生成される。透視像は表示手段３７を介してモニタ２７の透視像用モニタ２７ｂに表示される（ステップＳ８）。よって、ステップＳ８では、ステップＳ１２で表示した３Ｄ系画像の視点に近い撮影方向の透視像を表示することができる。

一方、ステップＳ５の判断にてＮｏ、すなわち、入力装置２８で視点変更操作が行なわれ、ＣＰＵ２０が、透視モードの準備を行なわないと判断した場合、画像データ記憶手段３５によって記憶された３次元画像データのうち、変更後の視点を付帯情報としてもつ３次元画像データに３次元画像処理が施され、３Ｄ系画像データが３Ｄ系画像用モニタ２７ａに３Ｄ系画像として表示される（ステップＳ９）。

なお、Ｘ線ＣＴ装置１０Ａは、Ｘ線検出器１３に入射するＸ線の方向性（チャンネル方向及びスライス方向）を絞るコリメータ（図示しない）をもつが、図６に示すように、ステップＳ４又はＳ１２で表示された３Ｄ系画像上で、コリメータの仮想開度を調節するようにしてもよい。３Ｄ系画像上で調節されたコリメータの仮想開度に従って、コリメータの開度が決定され、透視像の撮影が行なわれる。

本実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置１０Ａ及びＸ線撮影方法によると、ＣＴモードで生成・表示した３Ｄ系画像の視点に近い撮影方向で透視像を生成・表示することで、透視モード時、患者Ｐの位置決めの際に患者ＰにＸ線を曝射する必要がないので、患者Ｐに対するＸ線被曝量を低減できる。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第１実施の形態を示す概略図。Ｘ線ＣＴ装置の第１実施の形態を用いたＸ線撮影方法をフローチャートとして示す図。３Ｄ系画像用モニタに表示された３Ｄ系画像の一例を示す図。撮影系の仮想ポジション設定画面の一例を示す図。３Ｄ系画像用モニタに表示された３Ｄ系画像の一例を示す図。コリメータの仮想開度を調節する画面を示す図。本発明に係るＸ線ＣＴ装置の第２実施の形態を示す概略図。Ｘ線ＣＴ装置の第２実施の形態を用いたＸ線撮影方法をフローチャートとして示す図。

符号の説明

１０，１０ＡＸ線ＣＴ装置
１１Ｘ線管
１２寝台天板
２０ＣＰＵ
２７モニタ
２７ａ３Ｄ系画像用モニタ
２７ｂ透視像用モニタ
２８入力装置
３１投影データ収集手段
３２投影データ記憶手段
３４３Ｄ系画像処理手段
３５画像データ記憶手段
３６透視像生成手段
５１視点演算手段

Claims

Ｘ線源、Ｘ線検出器、及び寝台天板を備える撮影系で取得した投影データに基づいて被検体の断層画像を得るＣＴモードと、前記被検体の透視像を得る透視モードとを切り替え可能なＸ線ＣＴ装置において、
前記被検体に関する３次元領域内の画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
前記Ｘ線源の回転軌道を模擬する第１画像と、前記第１画像の回転軌道上における前記Ｘ線源の位置を指すように配置される第１マーカ画像と、前記寝台天板の動作軌道を模擬する第２画像と、前記第２画像の動作軌道上における前記寝台天板の位置を指すように配置される第２マーカ画像とを表示部に表示させ、表示画面を用いて入力される前記第１マーカ画像及び前記第２マーカ画像の各位置を前記撮影系のポジションとして設定するポジション設定手段と、
前記３次元領域内の画像データに対して３次元画像処理を施して、前記設定されたポジションに対応する撮影方向を、前記撮影系の可動範囲に対応するように可動範囲が制限された視線方向とする表示用の３次元画像データを生成する３次元画像処理手段と、
前記設定されたポジションに基づいて、前記撮影系を位置合わせする制御手段と、
前記制御手段にて位置合わせされた前記撮影系で取得したデータから前記撮影方向における前記透視像を生成する透視像生成手段と、
を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記ポジション設定手段は、前記寝台天板の長手方向、高さ方向及び幅方向のうち少なくとも１つの前記動作軌道を模擬する画像と、その画像に対応する前記第２マーカ画像を表示させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記ポジション設定手段は、前記撮影系のチルト動作の軌道を模擬する第３画像と、前記第３画像の軌道上におけるチルト角を指すように配置される第３マーカ画像とを表示させ、表示画面を用いて入力される前記第１マーカ画像、前記第２マーカ画像、及び前記第３マーカ画像の各位置を前記撮影系のポジションとして設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記３次元画像処理手段は、前記３次元画像処理として、ボリュームレンダリング処理、サーフェースレンダリング処理、ＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）処理、ＣＶＲ（Computed Volume Radiography）処理及びＭＩＰ（Minimum Intensity Projection）処理のうち少なくとも１つを用いることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記表示用の３次元画像データを３次元画像として前記表示部に表示させる表示指示手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記表示された３次元画像上で調整された前記撮影系のコリメータの仮想開度に従って、前記撮影系のコリメータの開度が入力されて前記位置合わせが行なわれることを特徴とする請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記透視像を前記表示部に表示させる表示指示手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
Ｘ線源、Ｘ線検出器、及び寝台天板を備える撮影系で取得したデータに基づいて被検体の断層画像を得るＣＴモードと、前記被検体の透視像を得る透視モードとを切り替え可能なＸ線撮影方法において、
前記被検体に関する３次元領域内の画像データが記憶される画像データ記憶工程と、
前記Ｘ線源の回転軌道を模擬する第１画像と、前記第１画像の回転軌道上における前記Ｘ線源の位置を指すように配置される第１マーカ画像と、前記寝台天板の動作軌道を模擬する第２画像と、前記第２画像の動作軌道上における前記寝台天板の位置を指すように配置される第２マーカ画像とが表示部に表示され、表示画面を用いて入力される前記第１マーカ画像及び前記第２マーカ画像の各位置が前記撮影系のポジションとして設定されるポジション設定工程と、
前記３次元領域内の画像データに対して３次元画像処理が施され、前記設定されたポジションに対応する撮影方向を、前記撮影系の可動範囲に対応するように可動範囲が制限された視線方向とする表示用の３次元画像データが生成される３次元画像処理工程と、
前記設定されたポジションに基づいて、前記撮影系が位置合わせされる制御工程と、
前記制御工程にて位置合わせされた前記撮影系で取得したデータから前記撮影方向における前記透視像を生成する透視像生成工程と、
を有することを特徴とするＸ線撮影方法。
前記ポジション設定工程は、前記寝台天板の長手方向、高さ方向及び幅方向のうち少なくとも１つの前記動作軌道を模擬する画像と、その画像に対応する前記第２マーカ画像を表示させることを特徴とする請求項８に記載のＸ線撮影方法。
前記ポジション設定工程は、前記撮影系のチルト動作の軌道を模擬する第３画像と、前記第３画像の軌道上におけるチルト角を指すように配置される第３マーカ画像とを表示させ、表示画面を用いて入力される前記第１マーカ画像、前記第２マーカ画像、及び前記第３マーカ画像の各位置を前記撮影系のポジションとして設定することを特徴とする請求項８又は９に記載のＸ線撮影方法。
前記３次元画像処理工程は、前記３次元画像処理として、ボリュームレンダリング処理、サーフェースレンダリング処理、ＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）処理、ＣＶＲ（Computed Volume Radiography）処理及びＭＩＰ（Minimum Intensity Projection）処理のうち少なくとも１つを用いることを特徴とする請求項８乃至１０のうちいずれか一項に記載のＸ線撮影方法。
前記表示用の３次元画像データが３次元画像として前記表示部に表示される３次元画像表示工程をさらに有することを特徴とする請求項８乃至１１のうちいずれか一項に記載のＸ線撮影方法。
前記表示された３次元画像上で調整された前記撮影系のコリメータの仮想開度に従って、前記撮影系のコリメータの開度が入力されて前記位置合わせが行なわれることを特徴とする請求項１２に記載のＸ線撮影方法。
前記透視像が前記表示部に表示される透視像表示工程をさらに有することを特徴とする請求項８乃至１３のうちいずれか一項に記載のＸ線撮影方法。