JP4286807B2 - Radiation CT system - Google Patents
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Description
本発明は、たとえば、放射線発生源からクレードルに載置された被検体(患者)に放射線を照射し、その被検体を透過する放射線を検出して得られる投影データに基づいてスカウト画像を生成する放射線CT(Computerized tomography)装置、およびそのデータ処理方法に関するものである。 The present invention generates a scout image based on projection data obtained by, for example, irradiating a subject (patient) placed on a cradle from a radiation source and detecting the radiation that passes through the subject. The present invention relates to a radiation CT (Computerized tomography) apparatus and a data processing method thereof.
たとえば、X線CT撮影装置等の放射線撮影装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
この装置は、たとえば本スキャン時にヘリカルスキャン、アキシャルスキャン等のスキャンを行い、被検体の体軸(z軸)に沿った方向と垂直な断層画像を設定枚数撮影する。上述した装置は、たとえばサブミリ程度の厚さの断層画像を撮影可能であり、被検体の体内情報をサブミリの精度で観察することができる。
For example, a radiation imaging apparatus such as an X-ray CT imaging apparatus is known (for example, see Patent Document 1).
For example, this apparatus scans a set number of tomographic images perpendicular to the direction along the body axis (z-axis) of the subject by performing a scan such as a helical scan or an axial scan during the main scan. The above-described apparatus can take a tomographic image having a thickness of, for example, about a submillimeter, and can observe in-vivo information of a subject with submillimeter accuracy.
また、一般的に本スキャンの前に、被検体の断層画像を撮影するための準備段階としてスカウト画像の撮影を行う。
本スキャンでは、たとえばX線管球やX線検出器を含むガントリ部分をz軸(被検体の体軸)を中心に回転させ、そして被検体が載置されたクレードルを体軸方向に沿って移動させて撮影を行う。
In general, before the main scan, a scout image is taken as a preparation stage for taking a tomographic image of the subject.
In this scan, for example, a gantry portion including an X-ray tube and an X-ray detector is rotated around the z axis (body axis of the subject), and the cradle on which the subject is placed is moved along the body axis direction. Move to shoot.
一方、スカウト撮影では、X線管球やX線検出器を含むガントリ部分を、z軸を中心に回転させずに固定し、被検体が載置されたクレードルを移動させて撮影する。
このスカウト撮影では、単純X線撮影に類似した被検体の体軸に沿った画像を得ることができる。このスカウト撮影では被検体の位置情報が得られるので、スカウト画像は、たとえば本スキャンに対する撮影範囲を決定するための撮影計画に用いられる。
詳細には、たとえばスカウト撮影は、被検体の正面像、および側面像のいずれか一方向、もしくは両2方向から行われる場合がある。
On the other hand, in scout imaging, the gantry portion including the X-ray tube and the X-ray detector is fixed without rotating around the z axis, and the cradle on which the subject is placed is moved for imaging.
In this scout imaging, an image along the body axis of the subject similar to simple X-ray imaging can be obtained. Since the position information of the subject is obtained in this scout imaging, the scout image is used for an imaging plan for determining an imaging range for the main scan, for example.
Specifically, for example, scout imaging may be performed from either one of the front image and the side image of the subject or from both directions.
上述したように本スキャンの前段ステップとしてスカウト撮影を行い、得られたスカウト画像を基に体軸方向(z軸)に沿ったクレードルの移動開始位置や移動終了位置を決定する。
一般的にスカウトの撮影可能範囲は、クレードル(患者寝台)の移動可能範囲内に規定されるが、上述したスカウト撮影時の撮影範囲は、一般的に広いほうが望ましい。これは、スカウト撮影可能範囲よりも外側に、本スキャン時の撮影範囲を設定することができないからである。
詳細には図12に示すように、スカウト撮影可能範囲ARIについて、クレードルの移動速度が一定部分での投影データを使用してスカウト画像を生成し、クレードルの加減速時のデータは使用しなかった。そのため、一般的にスカウト撮影時の撮影可能範囲ARIは、クレードルの移動可能範囲ARCより小さい。たとえばクレードルが1000mm体軸方向(z軸方向)に移動可能であっても、スカウトの撮影範囲ARIは、加減速移動範囲を除いた900mm程度である。
In general, the scout shooting range is defined within the movable range of the cradle (patient bed), but it is generally desirable that the shooting range during the above-described scout shooting be wide. This is because the imaging range at the time of the main scan cannot be set outside the scout imaging possible range.
Specifically, as shown in FIG. 12, for the scout imaging possible range ARI, a scout image is generated using projection data in a portion where the moving speed of the cradle is constant, and data at the time of acceleration / deceleration of the cradle is not used. . For this reason, generally, the shootable range ARI at the time of scout shooting is smaller than the cradle movable range ARC. For example, even if the cradle can move 1000 mm in the body axis direction (z-axis direction), the scout imaging range ARI is about 900 mm excluding the acceleration / deceleration movement range.
たとえばクレードルが定速移動時に得られた投影データを、スカウト画像の内の1ラインの画像データとして順に並べて表示すると、各ライン画像のz方向に沿ったビュー(View)位置が一定間隔であるので、スカウト画像内の位置的な矛盾を起こさずに適正な画像を生成することができる。
しかし、加減速時の投影データは、その取得時のz方向に沿ったビュー位置が一定間隔でないので、単純に投影データを1ラインの画像として順に並べて表示すると、z方向に沿った画像位置に矛盾を含んだスカウト画像を生成してしまう。
For example, when projection data obtained when the cradle moves at a constant speed is displayed in order as image data of one line in a scout image, the view (View) position along the z direction of each line image is at a constant interval. Therefore, it is possible to generate an appropriate image without causing a positional contradiction in the scout image.
However, since the projection position at the time of acceleration / deceleration does not have a fixed interval between the view positions along the z direction at the time of acquisition, if the projection data is simply arranged and displayed in order as one line image, the image position along the z direction is displayed. A scout image containing contradiction is generated.
つまり、単純に従来方法で加減速時のスカウト画像を生成すると、本来のz軸方向に沿った長さよりも間延びしたスカウト画像が生成される。このため加・減速移動時であっても高画質のスカウト画像を得ることができる装置が望まれている。
また、上述したように撮影範囲の外側の範囲においてもX線を照射しているために、X線照射時間が比較的長い。
That is, when a scout image at the time of acceleration / deceleration is simply generated by a conventional method, a scout image that is longer than the original length along the z-axis direction is generated. Therefore, an apparatus capable of obtaining a high-quality scout image even during acceleration / deceleration movement is desired.
Further, as described above, X-ray irradiation is performed in a range outside the imaging range, and therefore the X-ray irradiation time is relatively long.
本発明の目的は、スカウト撮影時に、X線被曝を増やすことなく、クレードルが加速移動時または減速移動時であっても、高画質のスカウト画像を得ることができる放射線CT装置、およびそのデータ処理方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a radiation CT apparatus capable of obtaining a high-quality scout image even when the cradle is accelerated or decelerated without increasing X-ray exposure during scout imaging, and data processing thereof It is to provide a method.
また、本発明の他の目的は、スカウト撮影時に、放射線の照射時間を短縮することができる放射線CT装置、およびそのデータ処理方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a radiation CT apparatus capable of shortening the irradiation time of radiation during scout imaging, and a data processing method thereof.
前記目的を達成するために、本発明の第1の観点の放射線CT装置は、放射線発生手段からクレードルに載置された被検体に照射され当該被検体を透過する放射線を検出手段により検出して得られる投影データに応じてスカウト画像を生成する放射線CT装置であって、前記放射線発生手段および前記検出手段と前記クレードルとの相対的な位置を制御する駆動制御手段と、前記駆動制御手段による、前記放射線発生手段および前記検出手段と前記クレードルとの相対的な加速移動時または減速移動時に、前記検出手段の検出結果による投影データ、および前記相対的な位置に基づいて前記スカウト画像を生成する画像生成手段とを有する。 In order to achieve the above object, a radiation CT apparatus according to a first aspect of the present invention detects, by a detection means, radiation that is irradiated from a radiation generation means to a subject placed on a cradle and passes through the subject. A radiation CT apparatus for generating a scout image according to the obtained projection data, wherein the radiation control means controls the relative position of the radiation generation means, the detection means and the cradle, and the drive control means. An image for generating the scout image based on the projection data based on the detection result of the detection means and the relative position at the time of relative acceleration movement or deceleration movement of the radiation generation means and the detection means and the cradle. Generating means.
また、本発明の第2の観点の放射線CT装置のデータ処理方法は、放射線発生手段からクレードルに載置された被検体に照射され当該被検体を透過する放射線を検出手段により検出して得られる投影データに応じてスカウト画像を生成する放射線CT装置のデータ処理方法であって、前記放射線発生手段および前記検出手段と前記クレードルとの相対的な位置を制御する第1のステップと、前記第1のステップによる、前記放射線発生手段および前記検出手段と前記クレードルとの相対的な加速移動時または減速移動時に、前記検出手段の検出結果による投影データ、および前記相対的な位置に基づいて前記スカウト画像を生成する第2のステップとを有する。 The data processing method of the radiation CT apparatus according to the second aspect of the present invention is obtained by detecting, by the detection means, radiation that is irradiated from the radiation generation means to the subject placed on the cradle and passes through the subject. A data processing method of a radiation CT apparatus for generating a scout image according to projection data, the first step of controlling a relative position of the radiation generation means, the detection means, and the cradle, and the first The scout image is obtained based on the projection data based on the detection result of the detection means and the relative position at the time of relative acceleration movement or deceleration movement of the radiation generation means, the detection means and the cradle according to the step of A second step of generating
本発明によれば、スカウト撮影時に放射線発生手段および検出器と被検体を載置したクレードルとの相対的な加速移動時または減速移動時であっても、高画質のスカウト画像を得ることができる放射線CT装置、およびそのデータ処理方法を提供することができる。 According to the present invention, high-quality scout images can be obtained even during relative acceleration movement or deceleration movement of the radiation generation means and detector and the cradle on which the subject is placed during scout imaging. A radiation CT apparatus and a data processing method thereof can be provided.
また、スカウト撮影時に、放射線の照射時間を短縮することができる放射線CT装置、およびそのデータ処理方法を提供することができる。 Further, it is possible to provide a radiation CT apparatus capable of shortening the irradiation time of radiation during scout imaging and a data processing method thereof.
〔第1実施形態〕
本発明の実施形態に係る放射線CT装置としてのX線CT装置1は、本スキャンの前に行うスカウト撮影時に、放射線発生手段であるX線管および検出器と、被検体を載置したクレードルとが体軸方向(z軸方向)に沿った相対的な直線移動の加速移動時または減速移動時でも投影データを収集し、その収集した投影データを基にスカウト画像を生成する。
以下、図面を参照しながら本発明に係る実施形態について説明する。
[First Embodiment]
An
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る実施形態の放射線CT装置としてのX線CT装置1の全体構成を示すブロック図である。図2は、図1に示したX線CT装置1の要部を示す構成図である。
図1に示すように、本実施形態に係るX線CT装置1は、走査ガントリ2、操作コンソール3、および被検体搬送部4を有する。
各構成要素は、たとえばデータ通信線により接続されている。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an
As shown in FIG. 1, the
Each component is connected by, for example, a data communication line.
走査ガントリ2は、たとえば操作コンソール3からの制御信号CTL30aに基づいて、被検体搬送部4により撮影空間29で移動する被検体をX線でスキャンして、その被検体の投影データをローデータとして得て、その内容を示す信号を操作コンソール3に出力する。
The
走査ガントリ2は、後述する被検体搬送部4のクレードル移動部102により撮影空間29に移動されたクレードル101が支持する被検体をスキャンして、その被検体の投影データをローデータとして得る。
The
走査ガントリ2は、図1に示すように、X線管20、X線管移動部21、コリメータ22、X線検出器23、データ収集部24、X線コントローラ25、コリメータコントローラ26、回転部27、およびガントリコントローラ28を有する。
As shown in FIG. 1, the
走査ガントリ2においては、被検体が搬入される撮影空間29を挟むように、X線管20とX線検出器23とが配置されている。そして、コリメータ22が、X線管20からのX線を成形するように配置されている。
In the
走査ガントリ2の各部について説明する。
Each part of the
X線管20は、たとえば、回転陽極型であり、X線を照射する。X線管20は、図2に示すように、X線コントローラ25からの制御信号CTL251に基づいて、所定強度のX線を被検体の撮影領域にコリメータ22を介して照射する。X線管20から放射されたX線は、コリメータ22によって、たとえば、コーン状に成形され、被検体を介してX線検出器23に照射される。そして、X線管20は、本スキャン時には被検体の周囲のビュー方向からX線を照射するために、回転部27によって被検体の体軸方向zを中心にして被検体の周囲を回転する。スカウト撮影時にはX線管20は被検体の周囲を回転しない。
The
X線管移動部21は、図2に示すように、X線コントローラ25からの制御信号CTL252に基づいて、X線管20の放射中心を、走査ガントリ2における撮影空間29内の被検体の体軸方向zに沿って移動させる。
As shown in FIG. 2, the X-ray
コリメータ22は、図2に示すように、X線管20とX線検出器23との間に配置されている。コリメータ22は、チャネル方向iと列方向jとにそれぞれ2枚ずつ設けられた板により構成されている。
コリメータ22は、コリメータコントローラ26からの制御信号CTL261に基づいて、各方向に設けられた2枚の板を独立して移動させ、X線管20から照射されたX線をそれぞれの方向において遮ってコーン状に成形し、X線の照射範囲を調整する。
As shown in FIG. 2, the
Based on the control signal CTL 261 from the
X線検出器23は、X線管20から照射され被検体を透過するX線を検出し、その検出結果に基づいて被検体の投影データを生成する。
X線検出器23は、本スキャン時には、X線管20と共に回転部27によって被検体の周囲を回転する。そしてX線検出器23は、被検体の周囲から照射され、被検体を透過するX線を検出して投影データを生成する。スカウト撮影時には、X線検出器23は被検体の周囲を回転しない。
The
The
また、X線検出器23は、図2に示すように、複数の検出素子23aからなる。
X線検出器23は、本スキャン時に回転部27によってX線管20が被検体の体軸方向zを中心として、被検体の周囲を回転する回転方向に沿ったチャネル方向iと、X線管20が回転部27によって回転する際に中心軸となる回転軸方向に沿った列方向jとに検出素子23aがアレイ状に2次元的に配列されている。
X線検出器23は、2次元的に配列された複数の検出素子23aによって、円筒な凹面状に湾曲した面を形成している。
Further, as shown in FIG. 2, the
The
The
X線検出器23を構成する検出素子23aは、たとえば、検出したX線を光に変換するシンチレータ(図示なし)と、シンチレータが変換した光を電荷に変換するフォトダイオード(図示なし)とを有し、X線検出器23は固体検出器として構成されている。
なお、検出素子23aは、これに限定されるものではない。たとえば、検出素子23aは、カドミウム・テルル(CdTe)等を利用した半導体検出素子、あるいはキセノン(Xe)ガスを利用した電離箱型の検出素子23aであってよい。
The
The
データ収集部24は、X線検出器23からの投影データを収集するために設けられている。
データ収集部24は、X線検出器23のそれぞれの検出素子23aが検出した投影データを収集して、操作コンソール3に出力する。
データ収集部24は、図2に示すように、選択・加算切換回路(MUX,ADD)241、およびアナログ−デジタル変換器(ADC)242を有する。
The
The
As shown in FIG. 2, the
選択・加算切換回路241は、X線検出器23の検出素子23aによる投影データを、中央処理装置30からの制御信号CTL303に応じて選択し、あるいは組合わせを変えて足し合わせ、その結果をアナログ−デジタル変換器242に出力する。
アナログ−デジタル変換器242は、選択・加算切換回路241において選択あるいは任意の組合せで足し合わされた投影データをアナログ信号からデジタル信号に変換して中央処理装置30に出力する。
The selection / addition switching circuit 241 selects projection data from the
The analog-to-
X線コントローラ25は、図2に示すように、中央処理装置30からの制御信号CTL301に応じて、X線管20に制御信号CTL251を出力し、X線の照射を制御する。
X線コントローラ25は、たとえば、X線管20からの管電流や照射時間などを制御する。また、X線コントローラ25は、本スキャン時には、中央処理装置30による制御信号CTL301に応じて、X線管移動部に対し制御信号を出力し、X線管20の放射中心を体軸方向zに移動するように制御する。
As shown in FIG. 2, the
The
コリメータコントローラ26は、図2に示すように、中央処理装置30からの制御信号CTL302に応じてコリメータ22に制御信号CTL261を出力し、X線管20から放射されたX線を成形するようにコリメータ22を制御する。
As shown in FIG. 2, the
回転部27は、図1に示すように、円筒形状であり、内部に撮影空間29が形成されている。回転部27は、本スキャン時には、ガントリコントローラ28からの制御信号CTL28に応じて、撮影空間29内における被検体の体軸方向zを中心に、被検体の周囲を回転する。
As shown in FIG. 1, the rotating
回転部27には、たとえば、X線管20、X線管移動部21、コリメータ22、X線検出器23、データ収集部24、X線コントローラ25、コリメータコントローラ26等が搭載されており、撮影空間29に搬入される被検体と各部との位置関係が回転方向にて相対的に変化する。本スキャン時に回転部27が回転することによって、被検体の周囲から複数のビュー方向ごとにX線管移動部21が被検体に照射することが可能になり、被検体を透過したX線をX線検出器23がそれぞれのビュー方向ごとに検出することが可能になる。また、回転部27は、ガントリコントローラ28からの制御信号CTL28に応じてチルトする。たとえば回転部27は、撮影空間29のアイソセンタを中心に体軸方向zに沿うように傾斜可能である。
The rotating
ガントリコントローラ28は、図1および図2に示すように、操作コンソール3の中央処理装置30による制御信号CTL304に基づいて、回転部27に制御信号CTL28を出力し、回転部27を回転およびチルト(傾斜)するように制御する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
操作コンソール3について説明する。
The
操作コンソール3は、図1に示すように、中央処理装置30、入力装置31、表示装置32、および記憶装置33を有する。
As shown in FIG. 1, the
中央処理装置30は、たとえば、コンピュータにより構成されており、X線CT装置1の装置全体を統括的に制御する。
中央処理装置30は、図1に示すように、制御部41、および画像生成部61を有する。
The
As shown in FIG. 1, the
制御部41は、たとえば、メモリに記憶されたプログラムを実行することにより、装置の各構成要素を統括的に制御する。
制御部41は、たとえば、オペレータにより入力装置31に入力されたスキャン条件を受け、そのスキャン条件に基づいて、制御信号CTL30aを各構成要素に出力し、スキャンを実行させる。
具体的には、制御部41は、被検体搬送部4に制御信号CTL30bを出力し、被検体搬送部4に被検体を撮影空間29に搬送させる。
また、制御部41は、X線管20からX線を照射するように、制御信号CTL301をX線コントローラ25に出力する。そして、制御部41は、制御信号CTL302をコリメータコントローラ26に出力し、コリメータ22を制御してX線を成形する。また、制御部41は、制御信号CTL303をデータ収集部24に出力し、X線検出器23の検出素子23aが得る投影データを収集するように制御する。
For example, the
For example, the
Specifically, the
Further, the
画像生成部61は、走査ガントリ2のデータ収集部24が収集した投影データに基づいて、被検体の断層面の画像を再構成する。
画像生成部61は、たとえば、本スキャン時に、アキシャルスキャン等による複数のビュー方向からの投影データに対して、感度補正、ビームハードニング補正などの前処理を実施後、フィルタ処理逆投影法によって再構成を行い、被検体の断面の画像を再構成して生成する。
また、画像生成部61は、後述する駆動制御部111によるクレードルの相対的な加速移動時または減速移動時に、相対的な位置を示すデータおよび検出部の検出結果による投影データに基づいてスカウト画像を生成する。
The
For example, at the time of the main scan, the
In addition, the
操作コンソール3の入力装置31は、たとえば、キーボードやマウスなどの入力デバイスにより構成されている。入力装置31は、オペレータの入力操作に基づいて、スキャン条件や被検体の情報などの各種情報を中央処理装置30に入力する。
The
表示装置32は、中央処理装置30からの制御により、画像生成部61が再構成した被検体の断層面の画像等を表示する。
The
記憶装置33は、たとえばメモリにより構成されており、画像生成部61が再構成する被検体の断層面の画像などの各種データや、スカウト撮影時に生成するスカウト画像、プログラムなどを記憶する。
記憶装置33は、その記憶されたデータが必要に応じて中央処理装置30にアクセスされる。
The
In the
被検体搬送部4について説明する。被検体搬送部4は、いわゆるクレードルを含む。
The
被検体搬送部4は、撮影空間29の内側と外側との間で被検体を搬送するために設けられている。
図3は、図1に示したX線CT装置1の被検体搬送部4の構成図である。
図3に示すように、被検体搬送部4は、テーブル部(クレードルともいう)101、クレードル移動部102、および駆動制御部111を有する。
The
FIG. 3 is a configuration diagram of the
As illustrated in FIG. 3, the
クレードル101は、被検体を支持するために設けられている。クレードル101には、被検体が載置される載置面が形成されている。また、クレードル101は、図3に示すように、クレードル移動部102によって、載置面に載置される被検体の体軸方向zに沿った水平方向Hと、水平面に対して垂直な上下方向Vとに移動し、撮影空間29の内部に搬入される。
The
クレードル移動部102は、クレードル101を移動するために設けられている。クレードル移動部102は、撮影空間29の内部側と外部側との間で、クレードル101を移動する。クレードル移動部102は、水平移動部102a、および上下移動部102bを有する。
The
水平移動部102aは、水平方向Hにクレードル101を移動する。水平移動部102aは、たとえば、ローラー式駆動機構(図示なし)を備えており、アクチュエータによりローラーを駆動させてクレードル101を水平方向Hに移動する。
本実施形態では、水平移動部102aの移動方向である水平方向Hと、体軸(z軸方向)とが同一方向になるように規定されている。
The
In the present embodiment, the horizontal direction H that is the moving direction of the horizontal moving
上下移動部102bは、上下方向Vにクレードル101を移動する。上下移動部102bは、たとえばアーム式駆動機構(図示なし)を備えており、交差した2本のアーム間の角度を可変することにより、クレードル101を上下方向Vに移動する。
The
駆動制御部111は、たとえば、中央処理装置30の制御信号CTL30bを受けて、クレードル移動部102aを駆動してクレードル101加速移動や、一定速度移動、または減速移動等、設定された速度で移動させる。
The
図4(a)は、テーブル部(クレードル)101の移動開始位置を説明するための図である。図4(b)は、クレードル101の移動終了位置を説明するための図である。
FIG. 4A is a diagram for explaining the movement start position of the table unit (cradle) 101. FIG. 4B is a diagram for explaining the movement end position of the
クレードル101は、移動開始時には、たとえば図4(a)に示すように、X線管移動部21やX線検出器23が被検体の胸部付近に位置する。そしてクレードル101は、その移動開始位置から被検体の体軸(z軸)方向に沿って移動を開始し、たとえば図4(b)に示すように、X線管移動部21やX線検出器23が被検体の腹部付近に位置すると移動を終了する。
At the start of movement of the
図5は、図1に示したX線CT装置1の動作を説明するためのフローチャートである。図6は、図1に示したX線CT装置1の動作を説明するための図である。
図5,図6を参照しながら、X線CT装置1のスカウト撮影時の動作を説明する。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the
The operation at the time of scout imaging of the
ステップST1において、中央処理装置30は、スカウト撮影時にX線管20とX線検出器23を回転させずに固定させる。
ステップST2において、中央処理装置30は、駆動制御部111を制御して、図6に示すように直線移動開始位置CS1までテーブル部(クレードル)101を移動させる。
ステップST3において、中央処理装置30は、駆動制御部111を制御して、図6に示すようにクレードル101の直線移動をスタートさせる。
ステップST4において、中央処理装置30は、駆動制御部111を制御して、クレードル101の直線移動速度を所定関数に基づいて加速する。本実施形態では図6に示すように所定関数が時間に対してリニアな場合を説明する。
この所定関数は、計算式形式や表形式により、各時間と直線移動速度とを関連付ける。
In step ST1, the
In step ST2, the
In step ST3, the
In step ST4, the
This predetermined function associates each time with the linear moving speed by a calculation formula format or a table format.
ステップST5において、中央処理装置30は、直線移動位置z、ビュー位置view、検出器番号j、およびチャネル番号iで表される投影データD0(z,View,j,i)を加速中に、X線検出器23により収集する。
また、中央処理装置30は、加速移動中にX線検出器23により収集した投影データ、およびクレードル101の位置を基に、後述するようにスカウト画像を生成する。
In step ST5, the
Further, the
ステップST6において、中央処理装置30は、クレードル101の直線移動速度が、たとえば図6に示す一定速度(所定速度)Vcに達したか否かを判断し、判断の結果、一定速度に達していないと判断した場合にステップST4の処理に戻り、データ収集を行う。一方、ステップST6の判断において、一定速度Vcになった場合には、ステップST7の処理に進む。
In step ST6,
ステップST7において、中央処理装置30は、クレードル101が一定速度に達したと判断した場合に、駆動制御部111を制御して、定速度開始位置CS2から一定速度Vcでクレードル101をz軸方向に沿って一定速度で移動させる。
In step ST7, when determining that the
ステップST8において、中央処理装置30は、クレードル101が一定速度で移動している状態で、X線検出器23により投影データD0(z,View,j,i)を収集する。
また、中央処理装置30は、定速度移動中にX線検出器23により収集した投影データ、およびクレードル101の位置を基に、後述するようにスカウト画像を生成する。
In step ST8, the
Further, the
ステップST9において、中央処理装置30は、クレードル101が定速度終了位置SE1まで移動したか否かを判断し、定速度終了位置SE2まで移動したと判断した場合にステップST10の処理に進み、定速度終了位置SE2まで移動していないと判断した場合に、ステップST4の処理に戻り、一定速度でのデータ収集を継続する。
In step ST9, the
ステップST10において、中央処理装置30は、駆動制御部111を制御して、クレードル101の直線移動速度を所定関数に基づいて減速させる。
たとえば図6に示すように、所定関数が時間に対してリニアな場合を説明する。
In step ST10, the
For example, as shown in FIG. 6, a case where the predetermined function is linear with respect to time will be described.
ステップST11において、中央処理装置30は、X線検出器23により、クレードル101が減速中の投影データD0(z,view,j、i)を収集する。
また、中央処理装置30は、減速移動中にX線検出器23により収集した投影データ、およびクレードル101の位置を基に、後述するようにスカウト画像を生成する。
In step ST11, the
Further, the
ステップST12において、中央処理装置30は、クレードル101が停止可能速度に達したか否かを判断し、停止可能速度に達していないと判断した場合には、ステップST10の処理に戻りさらに減速する。一方、ステップST12の判断でクレードル101が停止可能速度に達したと判断した場合には、ステップST13の処理に進む。
In step ST12, the
ステップST13において、中央処理装置30は、駆動制御部111を制御して、クレードル101の体軸方向(z軸方向)に沿った直線移動を移動停止位置CE2にて停止させる。
In step ST13, the
ステップST14において、中央処理装置30は、生成したスカウト画像を基に、本スキャン時の撮影範囲を決定する撮影計画を行う。
ステップST15において、中央処理装置30は、ステップST14において生成した撮影計画に基づいて、本スキャン撮影を行う。
In step ST14, the
In step ST15, the
図7は、図1に示したX線CT装置1のクレードルが定速移動時のスカウト画像を得る動作を説明するためのフローチャートである。図8(a)〜(d)は、投影データとスカウト画像を説明するための図である。図8(a)は、定速移動時に収集された投影データD0を説明するための図である。図8(b)は、図8(a)に示した投影データD0を基に生成するスカウト画像を説明するための図である。
FIG. 7 is a flowchart for explaining an operation of obtaining a scout image when the cradle of the
ステップST102において、中央処理装置30は、スカウト画像を生成するための初期処理を行う。
ステップST104において、中央処理装置30は、第n番目のビュー位置での投影データD0(n)を得る。
ステップST106において、中央処理装置30は、第n番目のビュー位置での投影データD0(n)に、たとえばコーンビーム再構成加重等の補正処理を施す。
ステップST108において、中央処理装置30は、たとえば図8(a)に示すように第n番目のビュー位置で得られた投影データD0(n)に基づいて、図8(b)に示すように、スカウト画像のうちの第n番目のライン画像データL0(n)を生成し、第n番目のライン画像データL0(n)をスカウト画像に加える。
In step ST102, the
In step ST104, the
In step ST106, the
In step ST108, the
ステップST110において、中央処理装置30は、定速移動中の全てのビュー位置について上述したステップ102〜ST108までのライン画像データを生成したか否かを判断し、判断の結果、定速移動中の全てのビュー位置についてライン画像データを生成していないと判断した場合には、ステップST104の処理に戻る。一方、ステップST110の判断において、定速移動中の全てのビュー位置ついてライン画像データを生成したと判断した場合には、ステップST112の処理に進む。
In step ST110, the
ステップST112において、中央処理装置30は、定速移動中に得られたスカウト画像を、表示装置32に表示させる。
In step ST112, the
図8(c)は、加速移動時に収集された投影データD0を説明するための図である。図8(d)は、図8(c)に示した投影データD0を基に生成するスカウト画像を説明するための図である。図9は、図1に示したX線CT装置1のクレードルが加速移動時または減速移動時のスカウト画像を生成する動作を説明するためのフローチャートである。
FIG. 8C is a diagram for explaining the projection data D0 collected during the acceleration movement. FIG. 8D is a view for explaining a scout image generated based on the projection data D0 shown in FIG. FIG. 9 is a flowchart for explaining an operation of generating a scout image when the cradle of the
図9に示した動作と、図7に示した動作の相違点は、ステップST106とステップST108の間に、ステップST107に示す動作を行う点である。相違点を中心に説明する。 The difference between the operation shown in FIG. 9 and the operation shown in FIG. 7 is that the operation shown in step ST107 is performed between step ST106 and step ST108. The difference will be mainly described.
ステップST102において、中央処理装置30は、加速移動時または減速移動時のスカウト画像を生成するための初期処理を行う。
ステップST104において、中央処理装置30は、第n番目のビュー位置での投影データD0(n)を得る。
ステップST106において、中央処理装置30は、第n番目のビュー位置での投影データD0(n)に、たとえばコーンビーム再構成加重等の補正処理を施す。
In step ST102, the
In step ST104, the
In step ST106, the
定速移動時には第n番目のビュー位置での投影データD0(n)と、スカウト画像のうち第n番目のライン画像データL0(n)の位置は同一であった。
しかし、図8(c),(d)に示すように、加速移動時または減速移動時の第n番目の投影データD0(n)の取得位置と、スカウト画像のうちの第n番目のライン画像データL0(n)の位置は一致していない。
During constant speed movement, the position of the projection data D0 (n) at the nth view position and the position of the nth line image data L0 (n) in the scout image are the same.
However, as shown in FIGS. 8C and 8D, the acquisition position of the nth projection data D0 (n) during acceleration movement or deceleration movement and the nth line image in the scout image. The position of the data L0 (n) does not match.
そのため、ステップST107において、中央処理装置30は、z軸方向に沿った第n番目のライン画像データL0(n)の画像位置の近傍に位置する第(n−1)番目の投影データD0(n−1)と第n番目の投影データD0(n)を求め、その第(n−1)番目の投影データD0(n−1)と第n番目の投影データD0(n)に基づいて、第n’番目のライン画像データL0(n’)を加重加算処理により生成する。
Therefore, in step ST107, the
次に、クレードル101の位置から演算により、ビュー位置(数)を得る処理を説明する。
Next, processing for obtaining the view position (number) from the position of the
クレードル101の移動方向に沿った位置Lは、クレードル速度S、ビュー位置Vと数式(1)に示すように演算により得られる。
The position L along the moving direction of the
また、クレードル101の移動方向に沿った位置L=P(V)の逆関数Vを数式(2)に示すように、演算することで、クレードル位置L(mm)におけるビュー位置Vを得る。
Further, the view position V at the cradle position L (mm) is obtained by calculating an inverse function V of the position L = P (V) along the moving direction of the
V=Q(L) …(2) V = Q (L) (2)
〔第1具体例〕
たとえばクレードル101の速度S(v)が数式(3)に示すような場合に、クレードルの体軸(z軸)方向に沿った位置L=P(V)は、数式(4)に示すように定数aを用いて演算により得られる。
また、ビュー位置Vは、数式(5)に示すように定数Cを用いて演算により得られる。
[First example]
For example, when the speed S (v) of the
Further, the view position V is obtained by calculation using a constant C as shown in Expression (5).
S(v)=a×v …(3) S (v) = a × v (3)
〔第2具体例〕
たとえばクレードルのスピードS(v)が、一定速度bになるまで加速し、その一定速度bで設定時間移動し、その後減速する場合を説明する。
具体的には、クレードルのスピードS(v)は、ビュー位置vがv<V1の場合に、定数aを用いて数式(6)に示すように等加速度運動を行い、ビュー位置vがV1≦v≦V2の場合に定数bを用いて数式(7)に示すように等速度運動を行い、ビュー位置vがV2<vの場合に定数cを用いて数式(8)に示すように、速度が0になるまで等加速度運動(減速運動)を行う。
[Second specific example]
For example, a case will be described in which the cradle speed S (v) is accelerated until it reaches a constant speed b, moves for a set time at the constant speed b, and then decelerates.
Specifically, the speed S (v) of the cradle is equal to the constant position a when the view position v is v <V1, and the view position v is V1 ≦ V. When v ≦ V2, constant velocity motion is performed using the constant b as shown in the equation (7), and when the view position v is V2 <v, the constant c is used as shown in the equation (8). A constant acceleration motion (deceleration motion) is performed until becomes zero.
S(v)=a×v ;(v<V1) …(6) S (v) = a × v; (v <V1) (6)
S(v)=a×V1=b ;(V1≦v≦V2) …(7) S (v) = a × V1 = b; (V1 ≦ v ≦ V2) (7)
S(v)=b−c×(v−V2) ;(V2<v)…(8) S (v) = b−c × (v−V2); (V2 <v) (8)
そして上述した数式(6)〜(8)に示すクレードルのスピードS(v)に対して、数式(1)に示すようにビュー位置vに関して0からVまで積分を行い、数式(2)に示すように、逆関数を生成する演算を行うことで、クレードルの位置L(mm)におけるビュー位置V(view)を得る。 Then, with respect to the cradle speed S (v) shown in the equations (6) to (8), integration is performed from 0 to V with respect to the view position v as shown in the equation (1), and the equation (2) is obtained. As described above, the view position V (view) at the position L (mm) of the cradle is obtained by performing an operation for generating an inverse function.
以下、図9に示すように、ステップST108において、中央処理装置30は、補間処理により生成した第n’番目のライン画像データL0(n’)を、スカウト画像のうちの第n’番目のライン画像データとし、第n’番目のライン画像データをスカウト画像に加える。
Hereinafter, as shown in FIG. 9, in step ST108, the
ステップST110において、中央処理装置30は、加速移動中または減速移動中の全てのビュー位置について上述したステップ102〜ST108までのライン画像データを生成したか否かを判断し、判断の結果、加速移動中または減速移動中の全てのビュー位置についてライン画像データを生成していないと判断した場合には、ステップST104の処理に戻る。一方、ステップST110の判断において、加速移動中または減速移動中の全てのビュー位置ついてライン画像データを生成したと判断した場合には、ステップST112の処理に進む。
In step ST110, the
ステップST112において、中央処理装置30は、加速移動中または減速移動中に得られたスカウト画像を、表示装置32に表示させる。
In step ST112, the
上述したように、中央処理装置30は、第n番目のライン画像データL0(n)の画像位置の近傍に位置する第(n−1)番目の投影データD0(n−1)と第n番目の投影データD0(n)を求め、その第(n−1)番目の投影データD0(n−1)と第n番目の投影データD0(n)に基づいて、第n番目のライン画像データL0(n)を補間処理により生成するので、スカウト画像において体軸方向(z軸方向)に沿って間延びしない、高品質のスカウト画像を生成することができる。
As described above, the
また、図6に示すように、本実施形態に係るX線CT装置1では、クレードル移動範囲ARCがスカウト撮影範囲ARIと同じ、加速移動開始位置CS1から減速移動終了位置CE2までの範囲であり、図12に示すような一般的なCT装置のクレードル移動範囲ARCと比べて小さくなるので、被検体に対するX線照射時間を低減することができる。
また、クレードル移動範囲ARCが比較的小さいので、被検体に対する検査のための拘束時間を低減することができる。
Further, as shown in FIG. 6, in the
Further, since the cradle movement range ARC is relatively small, it is possible to reduce the restraint time for the examination on the subject.
〔第2実施形態〕
以下より、本発明にかかる第2実施形態について説明する。
[Second Embodiment]
The second embodiment according to the present invention will be described below.
本発明の第2実施形態に係るX線CT装置1aは、X線検出器23を複数配置するMDCT(Multi detector row CT)で得られた投影データを用いてスカウト画像を生成する。このようなMDCTにおいては、1回のスキャンで複数枚の画像を撮影することができる。第2実施形態に係るCT装置1aはマルチディテクタを備え、スカウト撮影時のスキャン時間を短縮し、被曝量の低減等を行う。以下、図面を参照しながら説明する。
The X-ray CT apparatus 1a according to the second embodiment of the present invention generates a scout image using projection data obtained by MDCT (Multi detector row CT) in which a plurality of
図10は、本発明の第2実施形態に係るX線CT装置1aの動作を説明するための図である。
本実施形態に係るX線CT装置1aは、X線管20と、図2に示すようにマトリックス形状に配置された多列X線検出器23との幾何学的な配置構成により、クレードル移動範囲ARCの外側にもX線を照射して多列検出器23により投影データを収集する。そして、収集した投影データに基づいて、たとえば図10に示すように加速時または減速時に得られた投影データに基づいてスカウト画像を生成する。
FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the X-ray CT apparatus 1a according to the second embodiment of the present invention.
The X-ray CT apparatus 1a according to the present embodiment has a cradle movement range by a geometric arrangement configuration of the
中央処理装置30は、第n番目のライン画像データL0(n)を生成する時は、この第n番目のライン画像データL0(n)に相当するビュー位置およびロー(ROW)位置を特定し、特定したビュー位置およびロー位置での投影データD0(n)に基づいて補間処理を行い、その処理結果を基にスカウト画像を生成する。
When generating the nth line image data L0 (n), the
図11は、本発明の第2実施形態に係るX線CT装置の動作の一具体例を示すフローチャートである。図11を参照しながら、本実施形態に係るX線CT装置の動作を説明する。定速度移動時の動作については一般的な処理なので説明を省略し、加速移動時または減速移動時の動作について説明する。 FIG. 11 is a flowchart showing a specific example of the operation of the X-ray CT apparatus according to the second embodiment of the present invention. The operation of the X-ray CT apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Since the operation during the constant speed movement is a general process, a description thereof will be omitted, and the operation during the acceleration movement or the deceleration movement will be described.
ステップST102において、中央処理装置30は、スカウト画像を生成するための初期処理を行う。
ステップST104aにおいて、中央処理装置30は、加速移動時または減速移動時に、第n番目のビュー位置かつ第m番目のロー位置でのX線検出器23が投影データ(n,m)を得る。
In step ST102, the
In step ST104a, in the
ここで、中央処理装置30は、クレードルの位置からビュー数(位置)および検出器列のロー位置を求める。
たとえば、中央処理装置30は、検出器列数t(検出器中心から体軸z方向)を、検出器の1列の幅dp(mm)、クレードルの移動開始位置Ls、クレードルの移動終了位置Leにより、クレードル中心位置Lがクレードルの移動開始位置Lsよりも小さい場合(L<Ls)には、数式(9)に示す演算により生成する。ここで、ビュー位置Vの値は0である。
Here, the
For example, the
中央処理装置30は、クレードル中心位置Lが、クレードルの移動終了位置よりも大きい場合(L>Le)には、検出器列数tを、数式(10)に示す演算により生成する。ここで、ビュー位置V値はVendである。
When the cradle center position L is larger than the movement end position of the cradle (L> Le), the
上述したように、中央処理装置30は、数式(9)や(10)により得られる検出器列数tと、上述した数式(2)等により、ビュー位置とロー位置を求める。
As described above, the
ステップST106aにおいて、中央処理装置30は、第m番目のロー位置かつ第n番目のビュー位置でのX線検出器23による投影データ(n,m)に、たとえばコーンビーム再構成加重等の加重加算処理を施す。
In step ST106a, the
ステップST107aにおいて、中央処理装置30は、得られた第m番目のロー位置かつ第n番目のビュー位置での投影データ(n,m)を基に、スカウト画像の内の第n’番目のライン画像データL0(n’)の画像位置の近傍に位置する第(n−1)番目の投影データD0(n−1)と第n番目の投影データD0(n)を求め、その第(n−1)番目の投影データD0(n−1)と第n番目の投影データD0(n)に基づいて、第n’番目のライン画像データL0(n’)を補間処理により生成する。
In step ST107a, the
ステップST108aにおいて、中央処理装置30は、補間処理により生成した第n’番目のライン画像データL0(n’)を、スカウト画像のうちの第n’番目のライン画像データとし、第n’番目のライン画像データをスカウト画像に加える。
In step ST108a, the
ステップST109において、中央処理装置30は、加速移動中または減速移動中の全てのロー位置について上述したステップ104a〜ST108aまでの処理を行ったか否かを判断し、判断の結果、処理を行っていないと判断した場合には、ステップST104aの処理に戻る。一方、ステップST109の判断において、全てのロー位置について処理を行ったと判断した場合には、ステップST110の処理に進む。
In step ST109,
ステップST110において、中央処理装置30は、加速移動中または減速移動中の全てのビュー位置について上述したステップ104a〜ST108aまでのライン画像データを生成したか否かを判断し、判断の結果、加速移動中または減速移動中の全てのビュー位置についてライン画像データを生成していないと判断した場合には、ステップST104aの処理に戻る。一方、ステップST110の判断において、加速移動中または減速移動中の全てのビュー位置ついてライン画像データを生成したと判断した場合には、ステップST112の処理に進む。
In step ST110, the
ステップST112において、中央処理装置30は、加速移動中または減速移動中に得られたスカウト画像を、表示装置32に表示させる。
In step ST112, the
以上、説明したように本実施形態では、クレードルの移動範囲よりも、移動方向(z方向)に沿って外側に位置する複数のX線検出器23による投影データに基づいて補間処理を行い、その処理の結果によりスカウト画像を生成するので、より撮影範囲を低減することができる。
詳細には、図10に示すように、クレードルの移動範囲ARCよりも、撮影範囲ARIを大きくすることができる。
また、撮影範囲ARIよりもクレードルの移動範囲ARCが小さいので、スカウト撮影時のスキャン時間を短縮することができる。また、被曝量を低減することができる。
As described above, in the present embodiment, the interpolation processing is performed based on the projection data by the plurality of
Specifically, as shown in FIG. 10, the imaging range ARI can be made larger than the cradle movement range ARC.
In addition, since the moving range ARC of the cradle is smaller than the shooting range ARI, the scan time at the time of scout shooting can be shortened. In addition, the exposure dose can be reduced.
また、スカウト画像のうちの第n’番目のライン画像データに相当する、異なるビュー位置や異なるロー位置での投影データが複数存在する場合がある。もしくは近い位置に相当するデータが複数存在する場合がある。このような場合は異なるビュー位置や異なるロー位置での複数の投影データの全て、または一部を補間処理に使用することにより、より高画質のスカウト画像を得ることができる。 Further, there may be a plurality of projection data at different view positions or different row positions corresponding to the n'th line image data in the scout image. Or there may be a plurality of data corresponding to close positions. In such a case, a scout image with higher image quality can be obtained by using all or part of a plurality of projection data at different view positions or different low positions for interpolation processing.
また、上述したように撮影範囲ARIをクレードルの移動範囲と同一もしくはそれ以上の範囲にすることができる。
また、撮影範囲ARIに対してクレードル移動範囲ARCが短くなるため、被検体に対する撮影のための拘束時間が短くなる。
また、クレードルの移動可能範囲ARC以上の範囲に対応するスカウト画像を作成することができるため、クレードルの移動可能範囲ARC以上に本スキャンに対する撮影計画を行うことができる。
また、上記と同様の理由で、X線管電流(Auto mA)に対する計画も従来以上に広い撮影範囲で行うことができて、被曝を更に低減することができる。
また、クレードル速度一定の範囲であっても、同一位置の相当するデータを全て使用することにより画像ノイズを低減することができる。
また、クレードル速度一定の範囲であっても、同一位置の相当するデータを全て使用することによりX線被曝を低減することができる。
また、加減速部分のデータ密度は距離に対して大きいので、重複した部分のデータを多く利用することにより、加減速部分のX線管電流を低下させることができ、ひいては被曝を低減させることができる。
Further, as described above, the photographing range ARI can be set to be equal to or larger than the moving range of the cradle.
Further, since the cradle movement range ARC is shorter than the imaging range ARI, the restraint time for imaging the subject is shortened.
In addition, since a scout image corresponding to a range that is not less than the movable range ARC of the cradle can be created, an imaging plan for the main scan can be performed beyond the movable range ARC of the cradle.
For the same reason as described above, the plan for the X-ray tube current (Auto mA) can be performed in a wider imaging range than before, and the exposure can be further reduced.
Further, even if the cradle speed is constant, image noise can be reduced by using all corresponding data at the same position.
Further, even when the cradle speed is constant, the X-ray exposure can be reduced by using all corresponding data at the same position.
In addition, since the data density of the acceleration / deceleration part is large with respect to the distance, the X-ray tube current in the acceleration / deceleration part can be reduced by using a large amount of overlapped part data, thereby reducing the exposure. it can.
〔第3実施形態〕
以下より、本発明にかかる第3実施形態について説明する。
[Third Embodiment]
The third embodiment according to the present invention will be described below.
本実施形態は、X線CT装置1において被検体をスキャンする際に中央処理装置30の制御部41が各部を制御する動作が異なる。この点を除き本実施形態は、実施形態1と同様である。このため、重複する個所については、説明を省略する。
In the present embodiment, when the subject is scanned by the
図13は、本発明にかかる第3実施形態において、スカウトデータ収集の処理の流れを示すフロー図である。また、図14は、本発明にかかる第3実施形態において、スカウトスキャンの時間的変化を示す図である。図14においては、図14(a)がクレードル101の移動速度vを時間tに対応させて示す図であり、縦軸がクレードル101の移動速度v,横軸が時間tである。また、図14(b)がクレードル101の移動速度vを、クレードル101の移動位置zに対応させて示す図であり、縦軸がクレードル101の移動速度v,横軸がクレードル101の移動位置zである。また、図14(c)は、X線管20へ供給する管電流値Iをクレードル101の移動位置z示す図であり、縦軸が管電流値I,横軸がクレードル101の移動位置zである。
FIG. 13 is a flowchart showing a process flow of scout data collection in the third embodiment according to the present invention. Moreover, FIG. 14 is a figure which shows the time change of a scout scan in 3rd Embodiment concerning this invention. In FIG. 14, FIG. 14A is a diagram showing the moving speed v of the
まず、ステップP1では、図13に示すように、X線管20とX線検出器23を、スカウト像を撮る方向に回転させて止める。
First, in step P1, as shown in FIG. 13, the
ステップP2では、被検体搬送部4のクレードル101をz方向に直線移動を開始させる。
In Step P2, the
ステップP3では、クレードル101の移動速度が目標速度vcになったら、X線管電流が目標のX線管電流Icになるように移動速度に比例したX線管電流値でX線を徐々に出力させる。
In step P3, If now moving speed target speed v c of the
ここでは、図14(a)に示すように、クレードル101が停止している移動開始時点t0から、所定時間経過後の第1時間t1までの間に、クレードル101の移動速度vが所定の一定速度vcになるようにクレードル101を加速させて移動させる。つまり、図14(b)に示すように、クレードル101が停止している移動開始位置z0から、クレードル101が一定速度vcでの移動を開始する一定速度移動開始位置z1までの間において、クレードル101を一定の加速度で加速させて移動させる。そして、この際においては、図14(c)に示すように、クレードル101の移動速度vに対応して比例するように、X線管20への管電流値Iを所定値Icまで増加させて、被検体をスキャンする。つまり、走査ガントリ2に対してクレードル101が移動する方向の単位長さ当たりのX線照射時間とX線管21への管電流値との積を一定にして、走査ガントリ2に対してクレードル101が移動する方向の単位長さ当たりのX線照射量が一定になるように、X線管21をX線コントローラ25が制御する。
Here, as shown in FIG. 14 (a), during the movement from the movement start time t 0 when the
ステップP4では、スカウト像用X線透過データを収集する。 In step P4, scout image X-ray transmission data is collected.
ステップP5では、一定な所定速度vcでクレードル101を移動させる。
At step P5, moving the
ここでは、図14(a)に示すように、前述の第1時間t1から、所定時間経過後の第2時間t2までの間に、一定な所定速度vcでクレードル101を移動させる。つまり、図14(b)に示すように、前述の一定速度移動開始位置z1から、クレードル101が一定速度vcでの移動を終了する一定速度移動終了位置z2までの間において、一定な所定速度vcでクレードル101を移動させる。そして、この際においては、図14(c)に示すように、X線管20への管電流値Iを一定な所定値Icとして、被検体をスキャンする。
Here, as shown in FIG. 14 (a), from the first hour t 1 described above, until a second time t 2 after a predetermined time, to move the
ステップP6では、クレードル移動速度を減速させる。 In Step P6, the cradle moving speed is reduced.
ここでは、図14(a)に示すように、前述の第2時間t2から、所定時間経過後の第3時間t3までの間に、クレードル101が停止するように、移動中のクレードル101を一定の割合で減速させる。つまり、図14(b)に示すように、前述の一定速度移動終了位置z2から、クレードル101が停止する停止位置z3までの間において、一定な減速度でクレードル101を減速させて停止させる。そして、この際においては、図14(c)に示すように、クレードル101の移動速度vに対応して比例するように、X線管20への管電流値Iを所定値Icから一定の割合で減少させて、被検体をスキャンする。なお、クレードル位置zが以下の数式(11)を満たす位置で、クレードル移動速度を減速させてもよい。
Here, as shown in FIG. 14A, the moving
ステップP7では、スカウト像用のX線透過データ収集の終点についたらX線透過データ収集を終了させる。 In step P7, when the end point of the scout image X-ray transmission data collection is reached, the X-ray transmission data collection is terminated.
ステップP8では、クレードルの設定移動量Lが以下の数式(12)を満足するように、データ収集を終了し、X線出力を停止させて、クレードル101をとめる。
In step P8, the data collection is finished, the X-ray output is stopped, and the
上記のように被検体をスカウトスキャンする際には、図14(c)に示すように、加減速の区間ではX線管電流を速度に対応するように制御する。 When the subject is scout scanned as described above, as shown in FIG. 14C, the X-ray tube current is controlled to correspond to the speed in the acceleration / deceleration section.
なお、上記のように被検体をスカウトスキャンする際には、図14に示すように加減速を線形(リニア)に、つまり一定加速度で制御を行う場合のほかに、加減速を非線形(ノンリニア)に行ってもよい。 When performing a scout scan of the subject as described above, acceleration / deceleration is nonlinear (non-linear) in addition to the case where acceleration / deceleration is controlled linearly as shown in FIG. You may go to
図15は、クレードル101の速度変化が非線形(ノンリニア)の場合のX線管電流の制御を示す図である。図15においては、図15(a)がクレードル101の移動速度vを、クレードル101の移動位置zに対応させて示す図であり、縦軸がクレードル101の移動速度v,横軸がクレードル101の移動位置zである。また、図15(b)は、X線管20へ供給する管電流値Iをクレードル101の移動位置z示す図であり、縦軸が管電流値I,横軸がクレードル101の移動位置zである。
FIG. 15 is a diagram illustrating the control of the X-ray tube current when the speed change of the
図15に示すように、加減速を非線形(ノンリニア)に行う場合には、例えば加減速をS字カーブのように変化させて、乗り心地よく行った場合もX線管電流の制御を速度に合わせてS字カーブのように変化させればよい。そして、この時も、X線管電流を速度に比例させて、z方向の単位長さ当たりのX線照射線量が一定になるように制御する。 As shown in FIG. 15, when acceleration / deceleration is performed in a non-linear manner, for example, the acceleration / deceleration is changed like an S-shaped curve, and the X-ray tube current control is matched to the speed even when the ride is performed comfortably. Change it like an S curve. Also at this time, the X-ray tube current is controlled in proportion to the speed so that the X-ray irradiation dose per unit length in the z direction is constant.
なお、このスカウトデータ収集のトリガーに用いられるデータ収集パルスには大きく分けると以下の2つの方式がある。 The data collection pulses used to trigger this scout data collection can be roughly divided into the following two methods.
(1)z方向距離等間隔データ収集パルス:データ収集パルスの間隔はz方向の距離上で一定間隔となる。 (1) z-direction distance equidistant data collection pulse: The interval between data collection pulses is constant on the z-direction distance.
(2)一定時間データ収集パルス:データ収集パルスの間隔は時間方向に一定間隔となる。 (2) Data collection pulse for a fixed time: The interval between data collection pulses is a fixed interval in the time direction.
図16は、z方向距離等間隔データ収集パルスの場合を示す図である。図16においては、図16(a)がクレードル101の移動速度vと、データの収集を実施する時間間隔Δtとの関係を示す図であり、縦軸がクレードル101の移動速度v,横軸が時間tである。また、図16(b)は、X線管20へ供給する管電流値Iと、データの収集を実施する時間間隔Δtとの関係を示す図であり、縦軸が管電流値I,横軸が時間tである。また、図17は、z方向距離等間隔データ収集パルスの場合において、スカウト像を画像再構成する様子を示す図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a case of z-direction distance equidistant data collection pulses. In FIG. 16, FIG. 16A is a diagram showing the relationship between the moving speed v of the
z方向距離等距離データ収集パルスは、被検体搬送部4のクレードル101に付いたエンコーダ信号、グラティキュール信号、マグネットスケール信号などのz方向座標もしくはその元となるパルスまたはその信号の分周信号などにより実現される。ここでは、走査ガントリ2に対してクレードル101が移動する一定の距離間隔ごとに投影データを得るように、クレードル101の移動速度vにデータ収集時間Δtを対応させる。つまり、図16に示すように、1ビュー(1ライン)のデータ収集時間Δtは、加速時では時間軸上で徐々に長い時間幅から加速とともに短い時間幅に変化し、減速時では徐々に短い時間幅から減速とともに長い時間幅に変化する。そして、一定速度時ではデータ収集時間Δtは一定の時間幅となって、データ収集を行う。
The z-direction distance equidistant data collection pulse is a z-direction coordinate such as an encoder signal, graticule signal, or magnet scale signal attached to the
このビューデータからスカウト像を画像再構成する場合は、図17に示すように、1ビューがそのままスカウト像のz方向の幅Δzの1ラインのデータになる。または複数ビューが、スカウト像のz方向の幅がΔzの1ラインのデータになる場合は、複数の一定数ビューデータのz方向または時間方向の束ね処理、平均処理、加重加算処理などを行って1ラインのデータになるように処理する。 When an image of a scout image is reconstructed from this view data, as shown in FIG. 17, one view becomes data of one line having a width Δz in the z direction of the scout image as it is. Or, if multiple views become one line of data with a width of Δz in the z direction of the scout image, perform bundling processing, averaging processing, weighted addition processing, etc. of multiple constant view data in the z direction or time direction. Process it to be one line of data.
図18は、z方向に一定間隔幅データパルスの場合のスカウト像の各ラインのデータの作成の流れを示す図である。
なお、ここで、nは整数あり、zsは加重加算範囲の開始Z座標であり、zeは加重加算範囲の終了Z座標であり、ziは加重加算範囲内のスカウトビューデータZ座標であり、S(i)は加重加算されたスカウトビューデータ、つまり、束ねられたスカウトビューデータ(スカウト投影データ)であり、wiはビューデータに対する加重係数である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a flow of creating data of each line of a scout image in the case of a constant interval width data pulse in the z direction.
Here, n is an integer, z s is the start Z coordinate of the weighted addition range, z e is the end Z coordinate of the weighted addition range, and z i is the scout view data Z coordinate in the weighted addition range. Yes, S (i) is the weighted and added scout view data, that is, the bundled scout view data (scout projection data), and w i is the weighting coefficient for the view data.
図18に示すように、ステップC1では、n=0とする。 As shown in FIG. 18, in step C1, n = 0 is set.
ステップC2では、zs=n・Δz , ze=(n+1)Δzとする。 In step C2, z s = n · Δz and z e = (n + 1) Δz.
ステップC3では、zs≦zi≦zeの範囲のビューデータを探す。 In step C3, look for view data for the range of z s ≦ z i ≦ z e .
ステップC4では、zs≦zi≦zeの範囲のビューデータdata(n1)〜data(nm)を抽出する。 In step C4, z s ≦ z i ≦ z e in the range of view data data (n 1) for extracting ~data (n m).
エンコーダ信号などによるz方向に一定間隔幅のデータ収集パルスの場合は、データ収集した1ビューのデータが、そのままスカウト像の1ラインになるようにデータ収集系が作られていれば、一定速度の部分も、加速の部分も、減速の部分も、常に“データ収集した1ビュー”が抽出されて、そのまま“スカウト像の1ライン”になる。 In the case of a data acquisition pulse with a constant interval width in the z direction due to an encoder signal, etc., if the data acquisition system is made so that the data of one view of the acquired data becomes one line of the scout image as it is, a constant speed is obtained. For each part, acceleration part, and deceleration part, "one view of data collection" is always extracted and becomes "one line of scout image" as it is.
また、同様にエンコーダ信号などによるz方向に一定間隔幅のデータ収集パルスの場合は、データ収集したnmビュー分のデータを束ね処理または平均処理または加重加算してスカウト像の1ラインになるようにデータ収集系が作られていれば、一定速度の部分も、加速の部分も、減速の部分も、常に“データ収集した一定数nmビュー”が抽出されて、束ね処理または平均処理または加重加算されて“スカウト像の1ライン”を作る。 Similarly, in the case of a data acquisition pulse with a constant interval width in the z direction by an encoder signal, etc., the data collected for the n m views is bundled or averaged or weighted to form one line of the scout image. If a data collection system is created, a fixed number of nm views are always extracted for the constant speed portion, acceleration portion, and deceleration portion, and the bundle processing or averaging processing or weighting is extracted. Adds to make a “one line of scout image”.
ステップC5では、zs≦zi≦zEの範囲のビューデータを束ね処理または平均処理または加重加算して以下の数式(13)または数式(14)のように求める。 In step C5, view data in the range of z s ≦ z i ≦ z E is obtained by bundling processing, averaging processing, or weighted addition as shown in the following formula (13) or formula (14).
データ収集した1ビューのデータが、そのままスカウト像の1ラインにならない場合は、スカウト像の各ラインデータを作成するのに、データ収集された一定数nmの複数ビューのデータを束ね処理または平均処理または加重加算することにより、スカウト像の各ラインのデータを画像再構成することができる。平均または加重加算における加重係数の例を図25に示す。 Data of 1 views and data collection, if it is not one line of scout, to create each line data of the scout image, bundled data from multiple views of a certain number n m which is the data acquisition or average By processing or weighted addition, the data of each line of the scout image can be reconstructed. An example of the weighting coefficient in the average or weighted addition is shown in FIG.
ステップC6では、全スカウトビューデータ収集をしたかを判断する。もしYESならば終了し、もしNOならばステップC7へ行く。 In step C6, it is determined whether all scout view data has been collected. If yes, exit; if no, go to step C7.
ステップC7では、n=n+1とする。そしてステップC2へ戻る。 In step C7, n = n + 1. Then, the process returns to step C2.
なお、照射されるX線線量の観点で考えてみると、加速時、減速時で速度の遅い場合は、速度に比例して少ないX線線量、X線管電流のX線が照射される。また、速度の速い一定速度の部分では、速度に比例して多いX線線量、X線管電流のX線が照射される。 From the viewpoint of the irradiated X-ray dose, when the speed is slow during acceleration and deceleration, a small X-ray dose and X-ray with an X-ray tube current are irradiated in proportion to the speed. Further, at a constant speed portion where the speed is high, an X-ray dose and an X-ray current corresponding to the X-ray tube current are increased in proportion to the speed.
一定速度での速度をv(mm/s)とし、加減速時での速度をk・v(mm/s)とし(ただし0≦k≦1)、一定速度でのX線管電流をa(mA)とすると、加減速時のX線管電流はk・a(mA)となる。 The speed at a constant speed is v (mm / s), the speed at acceleration / deceleration is k · v (mm / s) (where 0 ≤ k ≤ 1), and the X-ray tube current at a constant speed is a ( Assuming mA), the X-ray tube current during acceleration / deceleration is k · a (mA).
一定速度中の単位長さΔz(mm)でのX線線量Rは、mA・s相当で、以下の数式(15)のように示される。 The X-ray dose R at a unit length Δz (mm) at a constant speed is equivalent to mA · s, and is represented by the following formula (15).
また、加減速中の単位長さΔz(mm)でのX線線量RはmAs相当で、以下の数式(16)のように示され、一定速度中のX線線量と同じとなる。 Further, the X-ray dose R at the unit length Δz (mm) during acceleration / deceleration is equivalent to mAs, and is expressed by the following formula (16), which is the same as the X-ray dose during a constant speed.
つまり、X線線量、X線管電流は速度に比例して制御しておけばz方向の単位長さあたりのX線線量は同じとなり、得られるスカウト像の画像ノイズのS/Nはz方向に加減速部分も一定速度部分も均一となり、画質は一定となる。 In other words, if the X-ray dose and X-ray tube current are controlled in proportion to the velocity, the X-ray dose per unit length in the z direction will be the same, and the S / N of the image noise of the obtained scout image will be the z direction In addition, the acceleration / deceleration part and the constant speed part are uniform, and the image quality is constant.
図19は、一定時間等間隔データ収集パルスの場合を示す図である。図19においては、図19(a)がクレードル101の移動速度vと、データの収集を実施する時間間隔Δtとの関係を示す図であり、縦軸がクレードル101の移動速度v,横軸が時間tである。また、図19(b)は、X線管20へ供給する管電流値Iと、データの収集を実施する時間間隔Δtとの関係を示す図であり、縦軸が管電流値I,横軸が時間tである。図19(c)は、クレードル101の移動速度vと、データの収集を実施する際におけるクレードル101の位置の間隔Δzとの関係を示す図であり、縦軸がクレードル101の移動速度v,横軸がクレードル移動位置zである。また、図20は、一定時間等間隔データ収集パルスの場合において、スカウト像を画像再構成する様子を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a case of data collection pulses at regular intervals. In FIG. 19, FIG. 19A is a diagram showing the relationship between the moving speed v of the
図19に示すように、一定時間データ収集パルスは、内部クロックなどの時間方向の一定周期幅クロック信号などにより実現される。ここでは、走査ガントリ2に対してクレードル101が移動する一定の時間間隔ごとに投影データを得るように、走査ガントリ2を制御部41が制御する。そして、図19に示すように、1ビュー(1ライン)のデータ収集時間Δtは一定時間データ収集パルスでは加減速時、一定速度時いずれでもΔtは一定時間である。つまり、z方向の距離座標系で考えると、加速時では1ビュー(1ライン)のz方向幅Δzは加速時は狭いz方向幅から広いz方向幅に変化し、減速時は1ビュー(1ライン)のz方向幅Δzは広いz方向幅から狭いz方向幅に推移しながらデータ収集を行う。
As shown in FIG. 19, the fixed time data collection pulse is realized by a fixed period width clock signal in the time direction such as an internal clock. Here, the
このビューデータからスカウト像を画像再構成する場合は、図20に示すように、加減速時は一定速度の場合よりも多い目の複数ビューを束ねてスカウト像のz方向の幅がΔzの1ラインのデータとし、一定速度時は1ビューがそのままスカウト像の幅Δzの1ラインのデータになる。もしくは複数のビューがスカウト像1ラインのデータになる場合は、加減速時にはビューデータに束ね処理、平均処理、加重加算処理が必要になる。ただし、加算するビュー数は一定数とはならない。 When a scout image is reconstructed from this view data, as shown in FIG. 20, a plurality of eye views are bundled together at a higher speed during acceleration / deceleration, and the width of the scout image in the z direction is 1 As a line data, at a constant speed, one view becomes one line data of the width Δz of the scout image as it is. Or, when a plurality of views become data of one line of a scout image, bundling processing, averaging processing, and weighted addition processing are required for view data during acceleration / deceleration. However, the number of views to be added is not a fixed number.
図21は、一定時間データ収集パルスの場合のスカウト像の各ラインのデータ作成の流れを示す図である。 FIG. 21 is a diagram showing a flow of data creation for each line of a scout image in the case of a data acquisition pulse for a certain period of time.
図21に示すように、ステップC11では、n=0とする。 As shown in FIG. 21, in step C11, n = 0.
ステップC12では、以下の数式(17)を満足させる。 In Step C12, the following mathematical formula (17) is satisfied.
ステップC13では、zs≦zi≦zeの範囲のビューデータを探す。 In step C13, look for view data for the range of z s ≦ z i ≦ z e .
ステップC14では、zs≦zi≦zeの範囲のビューデータdata(n1)〜data(nk)を抽出する。 In step C14, z s ≦ z i ≦ z range e of view data data (n 1) for extracting ~data (n k).
一定時間データ収集パルスの場合は、一定速度の部分、加減速の部分でスカウト像の1ラインになるデータ収集されたビューデータの数n(t)は変わってくる。つまり、データ収集されたn(t)ビューのデータがスカウト像のz方向の幅がΔzの1ラインになるとすると、n(t)は時間tの関数となる。このn(t)は加減速のパターンにより依存して変化する。 In the case of a data acquisition pulse for a fixed time, the number n (t) of collected view data that changes to one line of a scout image at a constant speed portion and an acceleration / deceleration portion varies. In other words, if the n (t) view data collected is a single line with a width in the z direction of the scout image of Δz, n (t) is a function of time t. This n (t) varies depending on the acceleration / deceleration pattern.
ステップC15では、zs≦zi≦zeの範囲のビューデータを以下の数式(18)または数式(19)のように求める。 In step C15, determining the view data in the range of z s ≦ z i ≦ z e by the following equation (18) or formula (19).
スカウト像の各ラインデータを作成するのにデータ収集されたn(t)ビューの複数ビューのデータを平均または加重加算することにより、スカウト像の各ラインのデータを画像再構成することができる。 The data of each line of the scout image can be reconstructed by averaging or weighted adding the data of a plurality of views of the n (t) views collected in order to create each line data of the scout image.
平均または加重加算の加重係数の例を図22に示す。 An example of the weighting coefficient for averaging or weighted addition is shown in FIG.
ステップC6では、全スカウトビューデータ収集をしたかを判断する。もしYESならば終了で、もしNOならばステップC7へ行く。 In step C6, it is determined whether all scout view data has been collected. If YES, the process ends. If NO, go to Step C7.
ステップC7では、n=n+1とする。そしてステップC2へ戻る。 In step C7, n = n + 1. Then, the process returns to step C2.
なお、照射されるX線線量の観点で考えてみると、z方向距離等間隔データ収集パルスの時と同様で、一定速度中も加減速中も単位長さΔz(mm)でのX線線量はmA・S相当で、以下の数式(20)により示され、一定となり、一定時間データ収集パルスの場合と同様となる。 From the viewpoint of the irradiated X-ray dose, the X-ray dose at the unit length Δz (mm) is the same as during the z-direction distance equidistant data collection pulse, both during constant speed and during acceleration / deceleration. Is equivalent to mA · S, is expressed by the following formula (20), is constant, and is the same as in the case of a data acquisition pulse for a certain period of time.
つまり、一定時間データ収集パルスの場合もX線線量、X線管電流は速度に比例して制御しておけばz方向の単位長さあたりのX線線量は同じとなり、得られるスカウト像の画像ノイズのS/Nはz方向に加減速部分も一定速度部分も均一となり、画質は一定となる。 In other words, the X-ray dose per unit length in the z direction is the same if the X-ray dose and the X-ray tube current are controlled in proportion to the speed even in the case of a data acquisition pulse for a certain period of time. The S / N of noise is uniform in the acceleration / deceleration part and constant speed part in the z direction, and the image quality is constant.
図23は、本発明のX線CT装置100のスカウトデータ収集およびその画像再構成の動作の概略を示すフロー図である。 FIG. 23 is a flowchart showing an outline of operations of scout data collection and image reconstruction of the X-ray CT apparatus 100 of the present invention.
ステップS1では、上述したように、まず、X線管20とX線検出器23とを被検体に対する設定角度に回転させて止める。被検体搬送部4のクレードル101を直線移動させながらスカウトスキャン動作を行ない、ビュー角度viewと、検出器列番号jと、チャネル番号iとで表わされるX線検出器データD0(view,j,i)にテーブル直線移動z方向位置Ztable(view)を付加させて、X線検出器データを収集する。
In step S1, as described above, first, the
ステップS2では、X線検出器データD0(view,j,i)に対して前処理を行い、投影データに変換する。前処理は図24のようにステップS21オフセット補正,ステップS22対数変換,ステップS23X線線量補正,ステップS24感度補正からなる。 In step S2, the X-ray detector data D0 (view, j, i) is preprocessed and converted into projection data. As shown in FIG. 24, the preprocessing includes step S21 offset correction, step S22 logarithmic conversion, step S23 X-ray dose correction, and step S24 sensitivity correction.
ステップS3では、前処理された各チャネルのデータをx方向にライン状に並べ、更に撮影テーブルのクレードルがz方向に進むにつれ、このラインデータをz方向に並べて行くことによりスカウト像が得られる。 In step S3, the preprocessed channel data is arranged in a line in the x direction, and further, the scout image is obtained by arranging the line data in the z direction as the cradle of the imaging table advances in the z direction.
前記のスカウト像データ収集トリガーに用いられるデータ収集パルスの説明の所では、z方向距離等間隔データ収集パルス、一定時間データ収集パルスの2種類のデータ収集パルスによるビューデータのデータ収集方法、そのビューデータからスカウト像の1ラインのデータの画像再構成方法について述べ、更にその時のz方向に画像ノイズのS/N一定となる画質を実現し、更に被曝線量の低減、最適化の必要があることより、X線照射線量はテーブルの速度に比例する必要があることを述べた。 In the description of the data acquisition pulse used for the scout image data acquisition trigger, the view data acquisition method using two types of data acquisition pulses, the z-direction distance equidistant data acquisition pulse and the constant time data acquisition pulse, and its view Describes the image reconstruction method for one line of scout image data, and realizes the image quality that makes the S / N constant of the image noise in the z direction at that time, and further requires the reduction of exposure dose and optimization He stated that the X-ray irradiation dose should be proportional to the speed of the table.
しかし、上記のデータ収集方法、ビューデータからスカウト像の1ラインのデータの画像再構成方法は、1列のX線検出器を前提に説明してきた。次にX線検出器が多列X線検出器になった場合の多列X線検出器の画像再構成のデータ処理の1例を示すが、多列X線検出器の各列1列ごとのデータ収集に観しては、前記の1列のX線検出器の場合と同様である。 However, the above-described data collection method and image reconstruction method for one line of scout image data from view data have been described on the premise of one row of X-ray detectors. Next, an example of data processing for image reconstruction of a multi-row X-ray detector when the X-ray detector becomes a multi-row X-ray detector is shown below. From the viewpoint of data collection, this is the same as the case of the X-ray detector in one row.
1列のX線検出器の場合は、各時刻に収集された1ビューのX線検出器データをz方向に並べるだけでスカウト像ができた。しかし、多列のX線検出器23の場合は、図25に示すように、時刻tiのchチャネル、k列の1ビューのX線検出器データをd(ch,k,ti)とすると、スカウト像S(ch,ti)は、以下の数式(21)に示すように、複数ビューのデータを加算してS/Nを良くすることを考慮して各時刻,各列のX線検出器23のX線検出器データを加算してスカウト像を画像再構成する。
In the case of a single row of X-ray detectors, a scout image was created simply by arranging the X-ray detector data of one view collected at each time in the z direction. However, in the case of the
また、この場合、時間分解能を上げるために下記の数式(22)に示すように加重係数をかけてもよい。 In this case, a weighting factor may be applied as shown in the following formula (22) in order to increase the time resolution.
ステップS4では、このスカウト像に対して画像フィルタ重畳、データ値変換などの後処理を行い、最終的なスカウト像D31(x,y)を得る。 In step S4, post-processing such as image filter superimposition and data value conversion is performed on the scout image to obtain a final scout image D31 (x, y).
後処理の画像フィルタ重畳処理では、最終的なスカウト像をD31(x,y)とし、画像フィルタ重畳後のデータをD32(x,y)、画像フィルタをFilter(x,y)とすると、以下の数式(23)に示すようにして実施する。 In post-processing image filter superimposition processing, if the final scout image is D31 (x, y), the data after image filter convolution is D32 (x, y), and the image filter is Filter (x, y), This is performed as shown in Equation (23).
この画像フィルタにエッジ強調タイプのフィルタを用いると、目視で見易いスカウト像に変換できる。 When an edge enhancement type filter is used for this image filter, it can be converted into a scout image that is easy to see visually.
得られたスカウト像は表示装置32に表示される。
The obtained scout image is displayed on the
スカウト像を表示装置32に表示する際は、モニタ画面M(x,y)にスカウト像S(ch,ti)をそのまま対応させて表示すると、X線検出器が図26のように円弧状である場合はモニタ画面上で歪んで見える。これを避けるには図26のように円弧・直線変換を行い、円弧状X線検出器の各チャネルのデータdet(ch)をX軸上に並び変えたX線検出器データP(x)に対応させることができる。
When the scout image is displayed on the
この場合は、det(ch)をP(x)に変換するには、以下の数式(24)を満足するように実施する。ここで、fcdはX線焦点・回転中心間距離であり、fddはX線焦点・検出器間距離であり、Δpは検出器チャネルピッチを示している。 In this case, det (ch) is converted to P (x) so as to satisfy the following formula (24). Here, fcd is the distance between the X-ray focal point and the rotation center, fdd is the distance between the X-ray focal point and the detector, and Δp indicates the detector channel pitch.
このようなアドレス変換を行い、対応するデータは補間または重み付けを行ってx軸上に等間隔にX線検出器データを並び変えられる。このアドレス変換による並び換えによりX線検出器が円弧状であるために発生するスカウト像上の幾何学的歪みを抑えることができる。 By performing such address conversion, the corresponding data is interpolated or weighted to rearrange the X-ray detector data at equal intervals on the x-axis. This rearrangement by address conversion can suppress the geometric distortion on the scout image that occurs because the X-ray detector has an arc shape.
このX線検出器データP(x)を画面のx軸方向に並べ、時系列に収集できるP(x)を画面のy軸方向に並べることで、スカウト像をモニタ画面M(x,y)に表示できる。 By arranging this X-ray detector data P (x) in the x-axis direction of the screen and P (x) that can be collected in time series in the y-axis direction of the screen, the scout image is displayed on the monitor screen M (x, y) Can be displayed.
以上のように、本実施形態において被検体をスキャンする際には、その被検体を支持しているクレードル101をクレードル移動部102の水平移動部102aが撮影空間29において水平方向Hへ加速または減速させて移動する。そして、そのクレードル移動部の水平移動部102aによって加減速して撮影空間29を移動するクレードル部101の移動位置と移動時間との少なくとも一方に関連付けて、被検体からの投影データを走査ガントリ2がスキャンの実施によって取得する。ここでは、走査ガントリ2に対してクレードル101が移動する移動速度に、単位時間あたりに被検体へ照射するX線照射量が比例するように、X線管21への管電流をX線コントローラが制御する。その後、クレードル101の移動位置と移動時間との少なくとも一方に関連付けて取得された投影データに基づいて、被検体の断層面についての画像を画像生成部61が生成する。
As described above, when the subject is scanned in this embodiment, the horizontal moving
このように、本実施形態においては、クレードル101が移動する移動速度に、単位時間あたりに被検体へ照射するX線照射量が比例するように走査ガントリ2がスキャンを実施するために、クレードル101が移動する方向の単位長さ当たりのX線照射量が一定になる。このため、クレードル101の移動方向の各位置の間においてスカウト像の画像ノイズのS/Nは一定となり、一定の画質を実現できる。また、X線管電流を速度に比例させて制御し、z方向の単位長さ当たりのX線照射線量は一定に制御し、必要以上にX線管電流を出力させないため、被曝低減、照射X線線量の最適化が実現できる。
As described above, in the present embodiment, the
したがって、本実施形態によれば、クレードル可動範囲に比べて、スカウトスキャンにおけるスカウト像撮影可能範囲をできる限りz方向に広く取ることを実現可能であって、スカウトスキャンにおけるX線被曝低減、および、スカウト像の画質におけるz方向の画像ノイズ均一性を実現することができる。 Therefore, according to the present embodiment, compared to the cradle movable range, it is possible to realize a scout image photographing possible range in the scout scan as wide as possible in the z direction, and X-ray exposure reduction in the scout scan, and Image noise uniformity in the z direction in the image quality of a scout image can be realized.
なお、本発明は、本実施形態に限られるものではなく、任意に好適な改変が可能である。 Note that the present invention is not limited to this embodiment, and can be arbitrarily modified.
たとえば、クレードル速度が一定の場合でも全てのビュー位置とロー位置を考慮すると同一位置に相当する(もしくはその付近の)投影データは複数個存在する場合がある。そのためクレードル速度が一定の場合に、スカウト画像のうち第n’番目のライン画像を作成する場合に、その位置近傍の全ての投影データを用いてライン画像を補間生成してもよい。こうすることにより、複数の投影データを用いてスカウト画像を生成することにより、スカウト画像の内の画像ノイズを低減することができ、より高画質のスカウト画像を得ることができる。 For example, even when the cradle speed is constant, there may be a plurality of projection data corresponding to (or in the vicinity of) the same position in consideration of all view positions and low positions. Therefore, when the n'th line image of the scout image is created when the cradle speed is constant, the line image may be generated by interpolation using all projection data in the vicinity of the position. Thus, by generating a scout image using a plurality of projection data, image noise in the scout image can be reduced, and a higher-quality scout image can be obtained.
詳細には、駆動制御部111は、中央処理装置30の制御により、クレードルを一定速度で相対移動させ、画像生成部61は、スカウト画像の内の第n番目のラインの画像データに対応する、ビュー位置およびロー位置のX線検出器23による検出結果の複数の投影データに基づいて、スカウト画像の内の第n番目のラインの画像データを生成し、当該生成の結果に基づいてスカウト画像を生成してもよい。
Specifically, the
また画像ノイズを低減することができるので、X線照射量を低減でき、被曝を低減することができる。 Further, since image noise can be reduced, the amount of X-ray irradiation can be reduced, and exposure can be reduced.
また、上述した実施形態では、ビュー間隔が一定であり、ビュー間隔が一定によりデータ取得時間の間隔が一定であることを前提に、上述した本発明に係る動作を行ったが、この形態に限られるものではない。 Further, in the above-described embodiment, the operation according to the present invention described above is performed on the assumption that the view interval is constant and the interval of the data acquisition time is constant because the view interval is constant. It is not something that can be done.
たとえば、データ取得時間とz方向位置を同期させることにより(つまりはデータ取得時間間隔を不均一にすることにより)スカウト画像を生成してもよい。
詳細には、中央処理装置30は、画像生成部61は、駆動制御部111によるクレードルの移動方向に沿った相対的な位置に基づいて、スカウト画像の内の第n番目のライン画像データに対応する、X線検出器23による投影データのデータ取得時間を決定し、決定したデータ取得時間に得られた投影データに基づいてスカウト画像を生成する。
こうすることで、歪のない高画質のスカウト画像を得ることができる。
For example, the scout image may be generated by synchronizing the data acquisition time and the z-direction position (that is, by making the data acquisition time interval non-uniform).
Specifically, in the
By doing so, a high-quality scout image without distortion can be obtained.
また、多列のX線検出器によるスカウト像の画像再構成法は、実施例に示す通りでもよいし、また他の同様の方法でもよい。 Further, the image reconstruction method of the scout image by the multi-row X-ray detector may be as shown in the embodiment or may be another similar method.
また、本実施例では、スカウト像にエッジ強調タイプの画像フィルタを重畳することにより、見やすいスカウト像に変換しているが、これには様々なフィルタ係数が考えられるが、いずれも同様の効果を出すことができる。 In this embodiment, an edge-enhanced image filter is superimposed on the scout image to convert it into an easy-to-see scout image, but various filter coefficients can be considered for this, but all have the same effect. Can be put out.
本実施例は、医用X線CT装置を元に書かれているが、産業用X線CT装置または他の装置と組合わせたX線CT−PET装置,X線CT−SPECT装置などのスカウトスキャンで利用できる。 Although this embodiment is written based on a medical X-ray CT apparatus, a scout scan such as an X-ray CT-PET apparatus or an X-ray CT-SPECT apparatus combined with an industrial X-ray CT apparatus or another apparatus. Available at.
本発明は、放射線発生源からクレードルに載置された被検体(患者)に放射線を照射し、その被検体を透過する放射線を検出して得られる投影データに基づいてスカウト画像を生成する放射線CT装置に適用できる。 The present invention is a radiation CT that generates a scout image based on projection data obtained by irradiating a subject (patient) placed on a cradle from a radiation generation source and detecting the radiation transmitted through the subject. Applicable to equipment.
1…X線CT装置、2…走査ガントリ、3…操作コンソール、4…被検体搬送部、20…X線管、21…X線管移動部、22…コリメータ、23…X線検出器、24…データ収集部、25…X線コントローラ、26…コリメータコントローラ、27…回転部、28…ガントリコントローラ、30…中央処理装置、31…入力装置、32…表示装置、33…記憶装置、41…制御部、61…画像生成部、101…クレードル、102…クレードル移動部、111…駆動制御部、241…選択・加算切換回路(MUX,ADD)、242…アナログ−デジタル変換器(ADC)。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記放射線発生手段および前記検出手段と前記クレードルとの相対的な位置を制御する駆動制御手段と、
前記駆動制御手段による、前記放射線発生手段および前記検出手段と前記クレードルとの相対的な加速移動時または減速移動時に、前記検出手段の検出結果による投影データ、および前記相対的な位置に基づいて前記スカウト画像を生成する画像生成手段であって、前記駆動制御手段による前記クレードルの加速移動時または減速移動時の前記検出手段による投影データの内、前記スカウト画像の内の一ラインの画像データを求めるためのライン投影データを選択し、当該選択したライン投影データに基づいて前記スカウト画像の内の一ラインの画像データを補間演算により生成して前記スカウト画像を生成する
ことを有する放射線CT装置。 A radiation CT apparatus that generates a scout image according to projection data obtained by detecting, by a detection means, radiation that is irradiated from a radiation generation means to a subject placed on a cradle and transmitted through the subject,
Drive control means for controlling the relative positions of the radiation generating means and the detection means and the cradle;
At the time of relative acceleration movement or deceleration movement of the radiation generation means, the detection means and the cradle by the drive control means, the projection data based on the detection result of the detection means and the relative position are used. Image generation means for generating a scout image, wherein image data of one line in the scout image is obtained from projection data by the detection means during acceleration or deceleration movement of the cradle by the drive control means. Radiation comprising: selecting line projection data for generating, and generating the scout image by generating image data of one line of the scout image by interpolation based on the selected line projection data CT device.
請求項1に記載の放射線CT装置。 The image generation means is configured to select one of the scout images out of projection data by the detection means when the cradle is accelerated or decelerated based on a view position corresponding to the relative position of the cradle. The radiation CT apparatus according to claim 1, wherein line projection data for obtaining line image data is selected.
前記画像生成手段は、前記クレードルの移動範囲よりも、前記移動方向に沿って外側に位置する前記複数の検出手段による投影データに基づいて前記スカウト画像を生成する
請求項1または2に記載の放射線CT装置。 The detection means includes at least a plurality of detection means arranged along the moving direction of the cradle,
3. The radiation according to claim 1, wherein the image generation unit generates the scout image based on projection data by the plurality of detection units located outside the moving range of the cradle along the moving direction. CT device.
請求項1から3のいずれか一に記載の放射線CT装置。 The image generating means generates image data of the nth line based on a relative position of the cradle when generating image data of the nth line in the scout image. Projection data by the detection means of the view position or the low position of the scout image is specified, and image data of the nth line in the scout image is generated by interpolation calculation based on the specified projection data, and the scout image Generate
The radiation CT apparatus as described in any one of Claim 1 to 3.
前記画像生成手段は、前記スカウト画像の内の第n番目のラインの画像データに対応するビュー位置およびロー位置の前記検出手段による複数の投影データに基づいて、前記スカウト画像の内の第n番目のラインの画像データを生成し、当該生成の結果に基づいて前記スカウト画像を生成する
請求項1から請求項4のいずれか一に記載の放射線CT装置。 The drive control means relatively moves the cradle at a constant speed,
The image generation means is configured to generate an nth image of the scout image based on a plurality of projection data by the detection means of the view position and the low position corresponding to the image data of the nth line in the scout image. The radiation CT apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein the image data of the line is generated, and the scout image is generated based on a result of the generation.
請求項1に記載の放射線CT装置。 The image generation means determines a data acquisition time of projection data by the detector corresponding to the nth line image data in the scout image, and the projection data obtained at the determined data acquisition time The radiation CT apparatus according to claim 1, wherein the scout image is generated on the basis of the above.
を有する請求項1から請求項6のいずれか一に記載の放射線CT装置。 As radiation dose per unit length in the direction in which the cradle is moved relative to the radiation generating means and said detecting means becomes constant, according claim 1 having a radiation control unit for controlling the radiation generating means Item 7. The radiation CT apparatus according to any one of Items 6 .
を有する請求項1から請求項6のいずれか一に記載の放射線CT装置。 The radiation generating means such that a product of a radiation irradiation time per unit length in a direction in which the cradle moves with respect to the radiation generating means and the detecting means and a tube current value to the radiation generating means is constant. The radiation CT apparatus as described in any one of Claims 1-6 which has a radiation control part which controls this.
を有する請求項1から請求項6のいずれか一に記載の放射線CT装置。 A radiation control unit that controls the radiation generation unit so that a radiation irradiation amount irradiated to the subject per unit time is proportional to a moving speed at which the cradle moves with respect to the radiation generation unit and the detection unit; The radiation CT apparatus according to claim 1, comprising:
を有する請求項1から請求項9のいずれか一に記載の放射線CT装置。 The control part which controls the said radiation generation means and the said detection means so that the said projection data may be acquired for every fixed time interval when the said cradle moves with respect to the said radiation generation means and the said detection means. Item 10. The radiation CT apparatus according to any one of Items 9.
を有する請求項1から請求項9のいずれか一に記載の放射線CT装置。 The control part which controls the said radiation generation means and the said detection means so that the said projection data may be acquired for every fixed distance interval to which the said cradle moves with respect to the said radiation generation means and the said detection means. Item 10. The radiation CT apparatus according to any one of Items 9.
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