JP4155550B2 - X-ray CT system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同時に複数スライス分の投影データを収集するマルチスキャン対応のX線コンピュータ断層撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
X線コンピュータ断層撮影装置(以下、X線CT装置と称する。)は、被検体を間にして対向配置したX線管とX線検出器とにより、被検体の周囲から照射したX線の被検体を透過したX線量を投影データとして計測し、このデータをコンピュータを用いて画像再構成することによって、被検体の断層像を得るものである。
このX線CT装置は、それが発明されて以来めざましい進歩を遂げ、近年では、被検体を体軸方向へ移動させながらX線管を一方向へ連続回転することによって、被検体に対して螺旋状にX線を照射することにより、螺旋状に投影データを収集するヘリカルスキャンや、複数列のX線検出器を備えることによって、同時に複数スライスの断層撮影を実行するマルチスライス型のX線CT装置が実用化されている。このようなX線CT装置の進歩は、画質改善、撮影時間および画像再構成時間の短縮、X線被曝量の低減等に対する飽くなき挑戦の賜物と言っても過言ではなく、そのための種々の提案がされている。
第3世代と称される公知のX線CT装置は、被検体を間にして、X線管と多チャンネルの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線ビームを被検体へ照射し、被検体を透過したX線をX線検出器で検出している。このときのX線強度は一定(すなわち、X線管の管電圧、管電流が一定)としている。なお、X線管の焦点から放射されるX線は、扇形のX線ビームにコリメートされる。また、X線ビームの広がり幅は、スライス厚などに応じて決定される。
【0003】
この被検体に対する或る角度においてX線検出器で検出された投影データの集合をビュー(view)と称し、X線管とX線検出器とを被検体の周りに回転させながら、複数のビュー方向で透過X線量の測定を行うことをスキャン(scan)と称している。そして、スキャンによって得られた複数ビューの投影データを、高速演算装置などを用いて再構成処理をすることにより、被検体の断層像が得られる。
ところで、被検体がひとの場合、胸部から腰部にかけてその横断面は、図5に示すように、ほぼ楕円形と見做される。従って、X線を被検体Pに対して角度位置θ1(楕円の長軸方向)から照射したときと、角度位置θ2(楕円の短軸方向)から照射したときとでは、X線透過量が異なることになる。殊に、骨盤部などでは、被検体Pの平面側と側面側とでは、X線透過量が大きく異なる。
【0004】
図6は、被検体に対するX線管の角度位置と透過X線量の関係を示したものであり、横軸を被検体Pに対するX線の照射角度(すなわち、X線管の角度位置)、縦軸を透過X線量としている。よって、図6から明らかなように、楕円の長軸方向θ1では透過X線量は少なく、楕円の短軸方向θ2では透過X線量が多くなるので、楕円形と見做される被検体Pの全周についてみれば、透過X線量は周期的に変化する。
従って、被検体Pの周りを一定のX線強度でスキャンした場合、透過X線量の多い部分でのS/N比は高いが、透過X線量の少ない部分のS/N比は低くなり、画像全体としてのS/N比は低下することになる。そこで、画像全体としてのS/N比を高くするためには、S/N比の低い部分のS/N比が高くなるように、全体的に透過X線量を増加しなければならない。しかし、このようにすると、元々S/N比の高い部分には過剰なX線が照射されることになり、被検体として被曝量の増大を招くという問題に繋がるものであった。
このような問題を解決するために、X線管の角度位置に応じて、X線管の管電圧あるいは管電流を制御するようにして、被検体Pの一断層面での透過X線量が一定になるようにスキャンすることが提案されていた。この提案は、一断面の断層像を得るいわゆるシングルスキャンの場合には効果的ではあるが、近年のように、ヘリカルスキャン(螺旋状スキャン)によつて、被検体Pの体軸方向に沿って、連続的に多数の断層撮影を実施する場合には、被曝量を低減するという目的に対しては、満足できなくなってきた。その理由は、被検体Pは、胸部、腹部、腰部、脚部などの部位によって組織構成が異なるとともに、体軸方向に不均一な厚みを有しており、このような被検体Pに対してヘリカルスキャンは、被検体Pの体軸方向に沿って撮影範囲が広範囲に及ぶので、透過X線量の多い部分と少ない部分とが混在することとなるためである。
【0005】
そこで、ヘリカルスキャンを行う型のX線CT装置において、被検体周りの角度方向および体軸方向の位置毎の透過X線量をほぼ一定にする技術を、先に本出願人が提案し、この技術は例えば特許第2768932号公報に記載されている。
この特許第2768932号公報に記載されているX線CT装置は、ヘリカルスキャン(螺旋状スキャン)による断層撮影に先立って、X線管を被検体に対して所定角度位置に固定した状態で、X線を照射しながら被検体の体軸方向に水平に相対的に移動し、X線検出器で透過X線量を検出するいわゆるスキャノ撮影を、角度の異なる2方向(例えば平面方向と側面方向)について実施するものである。そして、第1のスキャノ撮影時の被検体の透過X線量と、第2のスキャノ撮影時の被検体の透過X線量とに基づいて、ヘリカルスキャン時の適正なX線発生量のパターンを演算して求めておき、ヘリカルスキャンを実施する際に、被検体に対するX線管の角度と体軸方向の位置に応じて、X線管から発生するX線量が事前に求めたパターンに等しくなるようにX線管の管電流を制御するものである。
しかしながら、このX線CT装置は、ヘリカルスキャン時の適正なX線発生量のパターンを求めるために、スキャノ撮影を2度実施する必要があり、それだけ被検体の被曝量が増すという問題があった。また、スキャノ撮影により求めたパターンに基づいて、X線管の管電流を制御する場合、スキャノ撮影後に被検体が動いてしまうと、その意味をなさなくなるという根本的な課題をかかえていた。
【0006】
このような課題を解決する手段として、ヘリカルスキャンにおいて、1回転または数回転前に収集した投影データに基づいて、今回の回転中のX線出力を動的に変える提案がなされるようになった。しかし、ヘリカルスキャンでは、X線管の回転と共に被検体を載せた天板が体軸方向へ移動しているので、1回転前に投影データを収集した被検体の部位は、今回の回転で投影データを収集しようとしている被検体の部位から外れており、特に骨が複雑に入り組んでいる胸部などでは、X線出力を適正にすることが困難であった。
このような問題に対して本出願人は、それまで多チャンネルのX線検出素子が1列に構成されていたX線検出器を、同時に複数スライス分の投影データが収集できるように、X線検出素子を複数列としたいわゆるマルチスライス対応のX線検出器を用いて、画像再構成用の投影データを収集するためのX線検出素子列と、X線管のX線出力を調整するためのデータを収集するX線検出素子列とを使い分けるようにし、さらに、画像再構成用の投影データを収集するために選択されるX線検出素子列よりも、ヘリカルスキャンのための螺旋軌道上で先行する他のX線検出素子列(これは、画像再構成のために選択されなかったX線検出素子列である)の出力に基づいて、X線管のX線出力を動的に調整することを提案し、その内容は、特開2000−262512号公報に記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
この提案により、スライス方向における画像再構成用の投影データ収集位置と、X線出力を動的に調整するための基礎データ収集位置とのずれがなくなり、低被曝化およびX線出力の適正化に寄与している。しかし、これを更に進めて、撮影対象部位に応じて、よりきめ細かく撮影条件を最適化したいとの要望が強くなった。
本発明は、このような要望に応えるためになされたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、被検体を載置する天板を有する寝台と、前記天板を前記被検体の体軸方向に移動させる寝台駆動手段と、前記被検体へX線を照射するX線管と、このX線管から照射され、前記被検体を透過した前記X線を検出する、列状に配列された多チャンネルのX線検出素子を複数列備えるX線検出手段と、前記被検体の周囲において前記X線管および前記X線検出手段を回転させる回転駆動手段と、前記X線検出手段の出力を増幅しデジタル信号に変換するデータ収集手段と、このデータ収集手段で収集した投影データに基づき断層画像を再構成する画像再構成手段とを備えるX線CT装置において、前記被検体の撮影部位に応じて、前記X線検出手段の内の所望のX線検出素子に対応する前記データ収集手段の出力を選択する選択手段と、この選択手段によって選択された前記データ収集手段の出力に基づき、前記X線管の管電流を制御する管電流制御手段とを具備することを特徴とする。
これにより、スライス方向における画像再構成用の投影データ収集位置と、X線出力を動的に調整するための基礎データ収集位置とのずれがなくなり、低被曝化およびX線出力の適正化に寄与するとともに、撮影対象部位に応じて、よりきめ細かく撮影条件を最適化することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るX線CT装置の一実施の形態について、図1ないし図4を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明に係るX線CT装置の一実施の形態の概略構成を示した系統図である。
図1に示されているように、本発明に係るX線CT装置は、架台1に、被検体Pへ向けてX線を照射するX線管2と、被検体Pを間にしてX線管2と対向配置され、被検体Pを透過したX線量を検出するX線検出器4が設けられており、これらは、架台1とともに回転するように構成されている。なお、X線管2には、高電圧発生部5によって管電圧、管電流が与えられる。また、架台1は、回転駆動部6によって回転駆動される。さらに、X線検出器4は、図2に平面図として概要を示すように、例えば800チャンネルのX線検出素子が、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が、スライス方向(すなわち、被検体Pの体軸方向)に並列に複数列配列された、マルチスライス対応のX線検出器4として構成されている。
そして、対向して配置されているX線管2とX線検出器4との間の空間に、寝台天板7に載せられた被検体Pを位置させるとともに、寝台天板7を被検体Pの体軸方向に水平に移動させる寝台駆動部8が設けられている。なお、回転駆動部6によって回転駆動される架台1の回転速度(すなわち、X線管2とX線検出器4の回転速度)は、通常一定なので、寝台駆動部8によって被検体P(すなわち、寝台天板7)を体軸方向へ移動させる速度によって、架台1(すなわち、X線管2とX線検出器4)が1回転する間に被検体Pが移動する距離(これをヘリカルピッチと称する)が決まり、被検体Pの移動速度が遅いほどヘリカルピッチは小さくなる。
【0010】
また、X線検出器4で検出した被検体のX線透過データを収集するデータ収集部9と、このデータ収集部9で収集した透過データを基に画像を再構成する画像再構成部10と、再構成された画像を表示する表示部11などが備えられている。さらに、データ収集部9から得られる透過データのうち、所望のX線検出器4の列および/またはチャンネルに対応する透過データを選択する検出器選択部13が設けられており、この検出器選択部13で選択された透過データは、適宜重み付けなどがされて高電圧発生部5へフィードバックされる。
そして、これらX線CT装置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コンピユータやメモリ等を有するシステム制御部15と、システム制御部15に対して操作者が、各種設定値や指示事項などを入力するための操作部16も設けられている。
なお、マルチスライス対応のX線検出器4は、図2に示すように、チャンネル方向にC1〜Cnで示すn個(例えば、n=800)と、スライス方向にS1〜Smで示すm列(例えば、m=32)のX線検出素子がマトリクス状に配列されている。そして操作者が、操作部16を介してスライス厚やスライス数を指定することによって、システム制御部15はその指定内容に応じて、X線検出器4の中からスライス方向の少なくとも1列のX線検出素子列を選択する。従って、選択されたX線検出器4のX線検出素子列によって検出され、データ収集部9によって収集されたX線透過データに基づき、画像再構成部10において、画像が再構成される。
【0011】
例えば、スライス厚が1mmで、スライス数が4と指定されたとすると、図2にパターンAとして示すように、X線検出器4の中からスライス方向に中央の4列のX線検出素子列が選択され、各列のX線検出素子によって検出され、データ収集部9によって収集されたX線透過データに基づき、画像再構成部10において、1mm厚で隣接する4スライスの画像が再構成される。また、スライス厚が2mmで、スライス数が4と指定されたときは、図2にパターンBとして示すように、X線検出器4の中からスライス方向に中央の8列のX線検出素子列が選択され、隣接する各2列分のX線検出素子によって収集されたX線透過データを、1スライス分のX線透過データとして、画像再構成部10において、2mm厚で隣接する4スライスの画像が再構成される。
そこで、本発明では、複数チャンネル、複数列のX線検出素子がマトリクス状に配列されているマルチスライス対応のX線検出器4について、被検体Pの撮影部位やヘリカルピッチに応じて所望のX線検出素子を指定し、その指定したX線検出素子の出力を抽出し、抽出した出力を高電圧発生部5へフィードバックすることによって、最適な撮影条件となるように、X線管2の管電流を制御しようとするものである。この選択するX線検出素子列としては、画像再構成用のX線透過データの収集に供されるものではなく、X線検出器4に設けられている空きのX線検出素子列を利用するのがよい。なお、今後の説明において、個々のX線検出素子を特定する必要のある場合は、スライス方向の列番号S1〜Smとチャンネル方向のチャンネル番号C1〜Cnとを組合せて、例えば2列目で3チャンネル目のX線検出素子は、4(S2C3)のように表示するものとする。
【0012】
図3は、X線検出器4に対する被検体Pの移動方向の関係を示した説明図である。X線検出器4は静止しており、被検体Pが矢印で示すように、図の右側から左側へ向けて移動している状況下で、X線が照射されるものとする。この図3には、X線検出器4として便宜的に5列のX線検出素子列S1〜S5だけを示している。従って、被検体Pに対しては、X線検出素子列S1が最も先行することとなり、このX線検出素子列S1で得られたX線透過データを基にして、後続するX線検出素子列S2〜S5に対するX線条件の設定として、X線管2の管電流を調整すれば、被検体Pの体軸方向のどのスライス位置についても、良好な画像再構成のためのX線透過データを収集することができる。
なお、被検体Pが図3に示した矢印と逆方向に移動する場合には、X線検出素子列S5が最も先行することとなり、このX線検出素子列S5で得られたX線透過データを基にして、後続するX線検出素子列S4〜S1に対するX線条件を設定すれば良いことは言うまでもない。このように、マルチスライス対応のX線検出器4を備えているヘリカルスキャン方式のX線CT装置において、画像再構成用のデータを収集するX線検出素子列よりも先行する空きのX線検出素子列を使用することによって、X線出力の適正化を図ることができる。
【0013】
そこで本発明では、これをさらに進めて、マルチスライス対応のX線検出器4のうち、例えば、図2に斜線を施して示したような最前列のX線検出素子列について、左周辺側のX線検出素子4(S1C3)と、略中央部のX線検出素子4(S1Cj)、および右周辺側のX線検出素子4(S1Cn−2)を、被検体Pの注目部位に応じて選択できるように予め設定しておく。また、中央部のX線検出素子列について、左周辺側のX線検出素子4(SiC3)、略中央部のX線検出素子4(SiCj)、右周辺側のX線検出素子4(SiCn−2)を、さらに、最後列のX線検出素子列について、左周辺側のX線検出素子4(SmC3)、略中央部のX線検出素子4(SmCj)、右周辺側のX線検出素子4(SmCn−2)なども、被検体Pの注目部位に応じて選択できるように予め設定しておく。なおこれらのX線検出素子は、予め設定しておくばかりではなく、必要に応じて都度選択するようにしてもよい。
すなわち、被検体Pの例えば肺部を診断する場合には、被検体Pの周辺部での撮影条件を最適化するのがよく、そのため、例えば、左周辺側のX線検出素子4(S1C3)と右周辺側のX線検出素子4(S1Cn−2)の出力によって管電流を決定するように、この出力を高電圧発生部5へフィードバックする。また、心臓を診断する場合には、被検体Pの中央部での撮影条件を最適化するのがよく、そのため、例えば、略中央部のX線検出素子4(S1Cj)の出力によって管電流を決定するように、この出力を高電圧発生部5へフィードバックする。さらに、肝臓を診断する場合には、被検体Pの腹部全体での撮影条件を最適化するのがよく、そのため、例えば、左周辺側のX線検出素子4(S1C3)と、略中央部のX線検出素子4(S1Cj)、および右周辺側のX線検出素子4(S1Cn−2)の出力によって、またはX線検出素子列S1全体の出力によって管電流を決定するように、この出力を高電圧発生部5へフィードバックするものである。
【0014】
なお、診断部位に応じて周辺側あるいは中央部などのX線検出素子を選択することに代えて、チャンネル方向の例えば上記3種のX線検出素子、あるいはX線検出素子列全体の出力に対して、診断部位に応じて適宜重み付けをして高電圧発生部5へフィードバックするようにしてもよい。さらに、ここでは、最前列のX線検出素子列を使用するものとして説明したが、中央部あるいは最後列のX線検出素子列を使用しても同様である。
さらに、被検体の体軸方向においては、図4に示すように、胸部Chでは、構造的な診断情報の収集が重要視され、腹部Abでは、組織的な診断情報の収集が重要視される。また、下腹部Laや腰部Waなどでも、同様に重視される診断情報があり、それに応じた情報収集が必要とされることになる。よって、これらのスキャン範囲やスキャン時のヘリカルピッチに応じても、木目細かく最適な撮影条件を設定することが有効である。そのため、上記の管電流を決定するために選択するX線検出素子4(S1C3)、4(S1Cj)、4(S1Cn−2)、または、X線検出素子4(SiC3)、4(SiCj)、4(SiCn−2)、さらに、X線検出素子4(SmC3)、4(SmCj)、4(SmCn−2)などの出力に対して、胸部Ch、腹部Ab、下腹部La、腰部Waなどのスキャン範囲に応じて、あるいは、ヘリカルピッチの大小に応じて、スライス方向(X線検出素子の列方向)に適宜重み付けをした上で、高電圧発生部5へフィードバックするものとする。
なお、図4は、スキャンの位置決めのために取得されたスキャノ画面の一例を示したものである。
【0015】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、種々の形態で実施されることが可能なことは言うまでもない。最適な撮影条件とするための、管電流を決定するために選択するX線検出素子は、例えば1列jチャンネル目のX線検出素子4(S1Cj)のように、特定の1素子に限らず、その素子の片側または両側に位置する複数の素子を、ひとつのグループとして捉えるようにしてもよい。さらに選択するX線検出素子は、空きのX線検出素子列の中から選択することに限るものではなく、画像再構成用のX線透過データの収集に供されるX線検出素子列を使用するようにしてもよい。
【0016】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、同時に複数スライス分の投影データを収集するマルチスキャン対応のX線CT装置において、スライス方向における画像再構成用の投影データ収集位置と、X線出力を動的に調整するための基礎データ収集位置とのずれがなくなり、低被曝化およびX線出力の適正化に寄与するとともに、撮影対象部位に応じて、よりきめ細かく撮影条件を最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るX線CT装置の一実施の形態の概略構成を示した系統図である。
【図2】マルチスライス対応のX線検出器における素子配列の一例を説明するために示した平面図である。
【図3】X線検出器に対する被検体の移動方向の関係を示した説明図である。
【図4】スキャノ画面の一例を示して説明した、スキャン範囲の説明図である。
【図5】被検体の横断面を模式的に示した説明図である。
【図6】被検体に対するX線管の照射角度と透過X線量の関係を説明するために示した特性図である。
【符号の説明】
1 架台
2 X線管
4 X線検出器
5 高電圧発生部
6 回転駆動部
7 寝台天板
8 寝台駆動部
9 データ収集部
10 画像再構成部
11 表示部
13 検出器選択部
15 システム制御部
16 操作部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-scan compatible X-ray computed tomography apparatus that acquires projection data at the same time a plurality of slices.
[0002]
[Prior art]
An X-ray computed tomography apparatus (hereinafter referred to as an X-ray CT apparatus) is an X-ray target irradiated from the periphery of a subject by means of an X-ray tube and an X-ray detector, which are opposed to each other with the subject in between. The X-ray dose transmitted through the specimen is measured as projection data, and the data is reconstructed using a computer to obtain a tomographic image of the subject.
This X-ray CT apparatus has made tremendous progress since it was invented. In recent years, the X-ray CT apparatus is spirally moved with respect to the subject by continuously rotating the X-ray tube in one direction while moving the subject in the body axis direction. Multi-slice X-ray CT that simultaneously performs multi-slice tomography by providing a helical scan that collects projection data in a spiral form by irradiating X-rays in a spiral manner and a plurality of rows of X-ray detectors The device has been put into practical use. It is no exaggeration to say that such advances in X-ray CT apparatus are the result of tireless challenges to improving image quality, shortening imaging time and image reconstruction time, reducing X-ray exposure, etc. Has been.
In a known X-ray CT apparatus called a third generation, an X-ray tube and a multi-channel X-ray detector are arranged opposite each other with a subject interposed therebetween, and these are arranged at 360 ° around the subject. The subject is irradiated with an X-ray beam from the X-ray tube while being rotated, and the X-ray transmitted through the subject is detected by an X-ray detector. The X-ray intensity at this time is constant (that is, the tube voltage and tube current of the X-ray tube are constant). X-rays emitted from the focal point of the X-ray tube are collimated into a fan-shaped X-ray beam. Further, the spread width of the X-ray beam is determined according to the slice thickness or the like.
[0003]
A set of projection data detected by the X-ray detector at a certain angle with respect to the subject is called a view, and a plurality of views are rotated while the X-ray tube and the X-ray detector are rotated around the subject. Measuring the transmitted X-ray dose in the direction is called a scan. A tomographic image of the subject can be obtained by reconstructing the projection data of a plurality of views obtained by scanning using a high-speed arithmetic device or the like.
By the way, when the subject is a person, the cross section from the chest to the waist is considered to be almost elliptical as shown in FIG. Accordingly, the amount of X-ray transmission differs between when X-rays are irradiated to the subject P from the angular position θ1 (ellipse major axis direction) and when the X-rays are irradiated from the angle position θ2 (ellipse minor axis direction). It will be. In particular, in the pelvis portion, the amount of X-ray transmission differs greatly between the plane side and the side surface of the subject P.
[0004]
FIG. 6 shows the relationship between the angle position of the X-ray tube with respect to the subject and the transmitted X-ray dose, and the horizontal axis represents the X-ray irradiation angle with respect to the subject P (that is, the angle position of the X-ray tube), and the vertical axis. The axis is the transmitted X-ray dose. Therefore, as is apparent from FIG. 6, the transmitted X-ray dose is small in the major axis direction θ1 of the ellipse, and the transmitted X-ray dose is increased in the minor axis direction θ2 of the ellipse. Looking at the circumference, the transmitted X-ray dose changes periodically.
Therefore, when the periphery of the subject P is scanned with a constant X-ray intensity, the S / N ratio in the portion where the transmitted X-ray dose is large is high, but the S / N ratio in the portion where the transmitted X-ray dose is small is low, and the image The S / N ratio as a whole will decrease. Therefore, in order to increase the S / N ratio of the entire image, it is necessary to increase the transmitted X-ray dose as a whole so that the S / N ratio of the portion having a low S / N ratio is increased. However, when this is done, excessive X-rays are originally irradiated on the portion having a high S / N ratio, which leads to a problem of increasing the exposure dose as a subject.
In order to solve such a problem, the transmitted X-ray dose at one tomographic plane of the subject P is constant by controlling the tube voltage or tube current of the X-ray tube according to the angular position of the X-ray tube. It was proposed to scan to be. This proposal is effective in the case of so-called single scan for obtaining a cross-sectional image of one cross section, but as in recent years, along the body axis direction of the subject P by helical scan (helical scan). However, when a large number of tomographic scans are continuously performed, the objective of reducing the exposure dose has become unsatisfactory. The reason is that the subject P has a different tissue structure depending on the region such as the chest, abdomen, waist, and legs, and has a non-uniform thickness in the body axis direction. This is because the helical scan has a wide imaging range along the body axis direction of the subject P, and therefore a portion with a large amount of transmitted X-ray and a portion with a small amount of transmitted X-ray are mixed.
[0005]
In view of this, in the X-ray CT apparatus of the type that performs helical scanning, the present applicant has previously proposed a technique for making the transmitted X-ray dose almost constant for each position in the angular direction and body axis direction around the subject. Is described in, for example, Japanese Patent No. 2768932.
The X-ray CT apparatus described in Japanese Patent No. 2768932 discloses an X-ray CT apparatus in a state where an X-ray tube is fixed at a predetermined angular position with respect to a subject prior to tomography by a helical scan (spiral scan). The so-called scano imaging, in which the X-ray detector detects the transmitted X-ray dose with respect to the two directions (for example, the plane direction and the side surface direction) with different angles, moves horizontally relative to the body axis of the subject while irradiating a line. To implement. Then, based on the transmitted X-ray dose of the subject at the time of the first scanography and the transmitted X-ray dose of the subject at the time of the second scanography, an appropriate X-ray generation amount pattern during the helical scan is calculated. When the helical scan is performed, the X-ray dose generated from the X-ray tube is equal to the pattern determined in advance according to the angle of the X-ray tube with respect to the subject and the position in the body axis direction. It controls the tube current of the X-ray tube.
However, this X-ray CT apparatus has a problem that it is necessary to carry out scanography twice in order to obtain an appropriate X-ray generation amount pattern at the time of helical scanning, and the exposure amount of the subject increases accordingly. . Further, when the tube current of the X-ray tube is controlled based on a pattern obtained by scanography, there has been a fundamental problem that if the subject moves after scanography, it does not make sense.
[0006]
As a means for solving such problems, a proposal has been made to dynamically change the X-ray output during the rotation based on the projection data collected one or several rotations before in the helical scan. . However, in the helical scan, the top plate on which the subject is placed moves in the direction of the body axis with the rotation of the X-ray tube, so the portion of the subject from which projection data was collected before one rotation is projected at the current rotation. It is difficult to make the X-ray output appropriate, particularly in the chest where the bones are complicated and complicated, especially from the part of the subject from which data is to be collected.
In order to solve such a problem, the applicant of the present invention uses an X-ray detector in which a multi-channel X-ray detection element has been configured in a row so that projection data for a plurality of slices can be collected simultaneously. To adjust the X-ray detection element array for collecting projection data for image reconstruction and the X-ray output of the X-ray tube using a so-called multi-slice X-ray detector having a plurality of detection elements. The X-ray detection element array that collects the data of the X-ray detector is used separately, and moreover on the spiral trajectory for the helical scan than the X-ray detection element array selected to collect the projection data for image reconstruction. The X-ray tube X-ray output is dynamically adjusted based on the output of another preceding X-ray detection element array (this is an X-ray detection element array not selected for image reconstruction). The content of this is disclosed in JP-A-20 It is described in 0-262512 JP.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
This proposal eliminates the deviation between the projection data collection position for image reconstruction in the slice direction and the basic data collection position for dynamically adjusting the X-ray output, thereby reducing exposure and optimizing the X-ray output. Has contributed. However, further promoting this, according to the imaging target portion position, requested that want to optimize the more finely photographing condition becomes stronger.
The present invention has been made to meet such a demand.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
This eliminates the difference between the projection data collection position for image reconstruction in the slice direction and the basic data collection position for dynamically adjusting the X-ray output, contributing to low exposure and optimization of the X-ray output. as well as may be in accordance with the imaging target portion position, to optimize the more finely shooting conditions.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 is a system diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an X-ray CT apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the X-ray CT apparatus according to the present invention includes an
Then, the subject P placed on the
[0010]
Further, a
A
As shown in FIG. 2, the multi-slice-
[0011]
For example, if the slice thickness is 1 mm and the number of slices is specified as 4, the four X-ray detection element rows in the center in the slice direction from the
Therefore, in the present invention, the
[0012]
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship of the moving direction of the subject P with respect to the
When the subject P moves in the direction opposite to the arrow shown in FIG. 3, the X-ray detection element array S5 comes first, and the X-ray transmission data obtained by this X-ray detection element array S5. Needless to say, the X-ray conditions for the subsequent X-ray detection element arrays S4 to S1 may be set based on the above. As described above, in the helical scan type X-ray CT apparatus including the multi-slice-
[0013]
Therefore, in the present invention, this is further advanced, and among the
That is, for example, when diagnosing the lung portion of the subject P, it is preferable to optimize the imaging conditions in the peripheral portion of the subject P. For this reason, for example, the X-ray detection element 4 (S1C3) on the left peripheral side The output is fed back to the
[0014]
Instead of selecting the X-ray detection element on the peripheral side or the center part according to the diagnosis site, for example, the above three types of X-ray detection elements in the channel direction or the output of the entire X-ray detection element array Thus, the weight may be appropriately weighted according to the diagnosis site and fed back to the
Further, in the body axis direction of the subject, as shown in FIG. 4, the collection of structural diagnostic information is emphasized in the chest Ch, and the collection of systematic diagnostic information is emphasized in the abdomen Ab. . Similarly, there is diagnostic information that is similarly emphasized in the lower abdomen La, the waist Wa, and the like, and it is necessary to collect information accordingly. Therefore, it is effective to finely set the optimum shooting conditions even in accordance with the scan range and the helical pitch at the time of scanning. Therefore, X-ray detection elements 4 (S1C3), 4 (S1Cj), 4 (S1Cn-2), or X-ray detection elements 4 (SiC3), 4 (SiCj), which are selected to determine the above tube current, 4 (SiCn-2), and X-ray detection elements 4 (SmC3), 4 (SmCj), 4 (SmCn-2), etc., for chest Ch, abdomen Ab, lower abdomen La, waist Wa, etc. According to the scan range or according to the size of the helical pitch, the slice direction (column direction of the X-ray detection elements) is appropriately weighted and fed back to the
FIG. 4 shows an example of a scano screen acquired for scanning positioning.
[0015]
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms. The X-ray detection element selected to determine the tube current for obtaining the optimum imaging condition is not limited to a specific one element, for example, the X-ray detection element 4 (S1Cj) in the first column j channel. A plurality of elements located on one side or both sides of the element may be regarded as one group. Furthermore, the X-ray detection element to be selected is not limited to selecting from an empty X-ray detection element array, but an X-ray detection element array used for collecting X-ray transmission data for image reconstruction is used. You may make it do.
[0016]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the X-ray CT apparatus of the multi-scan compliant to collect projection data at the same time a plurality of slices, and projection data acquisition positions for image reconstruction in the slice direction, X there is no deviation between the basic data acquisition positions for dynamically adjusting the line output, contributes to optimization of low exposure to radiation and the X-ray output, depending on the imaging target portion-position, optimize the more finely shooting conditions can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an X-ray CT apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view for explaining an example of an element arrangement in a multi-slice X-ray detector.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship of a moving direction of a subject with respect to an X-ray detector.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a scan range described with an example of a scan screen.
FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a cross section of a subject.
FIG. 6 is a characteristic diagram shown for explaining the relationship between the irradiation angle of the X-ray tube on the subject and the transmitted X-ray dose.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
15
Claims (7)
前記被検体の撮影部位に応じて、前記X線検出手段の内の所望のX線検出素子に対応する前記データ収集手段の出力を選択する選択手段と、
この選択手段によって選択された前記データ収集手段の出力に基づき、前記X線管の管電流を制御する管電流制御手段と
を具備することを特徴とするX線CT装置。 A bed having a top plate on which the subject is placed, bed driving means for moving the top plate in the body axis direction of the subject, an X-ray tube for irradiating the subject with X-rays, and the X-ray tube X-ray detection means comprising a plurality of rows of multi-channel X-ray detection elements arranged in a row for detecting the X-rays transmitted through the subject and the X-ray tube around the subject And a rotational drive means for rotating the X-ray detection means, a data collection means for amplifying the output of the X-ray detection means and converting it into a digital signal, and a tomographic image is reconstructed based on projection data collected by the data collection means In an X-ray CT apparatus comprising image reconstructing means for
A selection unit that selects an output of the data collection unit corresponding to a desired X-ray detection element of the X-ray detection unit according to an imaging region of the subject;
An X-ray CT apparatus comprising: a tube current control unit that controls a tube current of the X-ray tube based on an output of the data collection unit selected by the selection unit.
前記被検体の撮影部位に応じて、前記X線検出手段の内の所望のX線検出素子に対応する前記データ収集手段の出力を選択する選択手段と、
前記螺旋状の軌道を描くように移動させる間に前記選択手段によって選択された前記データ収集手段の出力に基づき、前記X線管の管電流を制御する管電流制御手段と
を具備することを特徴とするX線CT装置。An X-ray tube for irradiating a subject with X-rays and a plurality of rows of multi-channel X-ray detection elements arranged in a row for detecting X-rays emitted from the X-ray tube and transmitted through the subject. X-ray detection means, drive means for moving the X-ray detection means and the X-ray tube so as to draw a spiral trajectory relative to the subject, and amplifying the output of the X-ray detection means In an X-ray CT apparatus comprising data collection means for converting to a digital signal and image reconstruction means for reconstructing a tomographic image based on projection data collected by the data collection means,
A selection unit that selects an output of the data collection unit corresponding to a desired X-ray detection element of the X-ray detection unit according to an imaging region of the subject;
Tube current control means for controlling the tube current of the X-ray tube based on the output of the data collection means selected by the selection means during the movement so as to draw the spiral trajectory. X-ray CT apparatus.
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