JPH0626544B2 - Ctスキャナ - Google Patents

Ctスキャナ

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JPH0626544B2
JPH0626544B2 JP61232645A JP23264586A JPH0626544B2 JP H0626544 B2 JPH0626544 B2 JP H0626544B2 JP 61232645 A JP61232645 A JP 61232645A JP 23264586 A JP23264586 A JP 23264586A JP H0626544 B2 JPH0626544 B2 JP H0626544B2
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秀夫 長井
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Yokogawa Medical Systems Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、X線等の放射線を用いた断層撮影装置いわゆ
るCTスキャナに関し、特に被検体の周囲に固定配置さ
れた検出器群と周囲を回転する放射線発生源によって構
成されるCTスキャナいわゆる第4世代のCTスキャナ
において有用性が高く、180°+α程度の狭いスキャ
ン領域、従って短いスキャン時間換言すれば高速スキャ
ンにより、高解像高画質の画像再構成を可能とするCT
スキャナに関する。
(従来の技術) 第4図に従来の通常の第4世代のCTスキャナ(X線の
場合で説明する)におけるスキャンとそのデータの空間
的位置関係を示す。同図において、RAは被検体が置か
れる再構成領域であり、Oはその中心を示す。Di,D
i′(i=...,−5,−4,...,O,...,
4,5,...)はそれぞれ検出器で、等間隔,等角度
になるようにして円周Ld上に固定して配置されてい
る。X線発生源は円周Lx上を回転する。Xi,Xi′
(i=...,−5,−4,...,O,...,4,
5,...)はX線発生源の各位置を表わす。パルス方
式の場合、Lx上の各点X−4,X−3,...,
,X,...,X−4′,X−3′,..
′,X′,...において、X線を照射し、各方
向ごとにファン状のX線に対する被検体の透過データ
(ビュー・データ)を収集する。収集するデータの範囲
は最小限RAを含む角度範囲である。
ところで、再構成ささるイメージの解像力(いわゆる空
間分解能)を向上するため、特に半径方向の解像力向上
をねらってオフセット検出方法を採用している。これは
X線発生点Xと再構成中心Oを結ぶ直線に対して、こ
の場合の中央に位置する検出器Dの中心とXを結ぶ
直線を意識的にずらし、換言すれば、そのような幾何学
的位置を検出してそこでX線を発生し、180°ずれた
X線発生点X′での収集データとの間で、少なくとも
RAの中心部において透過X線通過が互いに一致せず、
補間されるようにして、実効的なサンプルデータを増大
させようとする試みである。
(発明が解決しようとする問題点) 上記の方式を採用するためには360°にわたってのデ
ータが必要であり、従って、360°に対応するスキャ
ン・タイムが必要となる。
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、18
0°+α程度の狭い回転角度、従って短いスキャン・タ
イム、換言すれば高速なスキャンで、それゆえ少ない被
曝量により、高解像で高画質の画像再構成を可能とする
X線等のCTスキャナ装置を実現しようとするものであ
る。
(問題点を解決するための手段) このような目的を達成するために、本発明では、ファン
状の放射線を照射する放射線源と、被検体が収容される
画像再構成領域を介して前記放射線源と対向配置された
複数の検出器を有する検出器群と、前記放射線源が放射
線を照射しながら前記画像再構成領域の回りを回転し、
空間の各方向で照射された放射線の各ビューを前記検出
器群が検出することによってビューデータを取得するビ
ューデータ取得手段と、前記ビューデータに基づいて画
像再構成を行う画像再構成手段とを備えるCTスキャナ
において、前記放射線源が前記画像再構成領域の回りを
少なくとも180°+α(αは前記放射線源で見た前記
画像再構成領域を含むファン・アングル)回転すること
によって空間的に連続する全ビューが形成されており、
所定の前記検出器Dから前記画像再構成領域の中心Oを
通る直線DOの延長線が、前記放射線源が回転する軌跡
と交わる点を点Xとし、該画像再構成領域の中心Oを通
り且つ該直線DOと直交する直線を直線Yとし、該点X
から該検出器Dに隣接する一検出器D′を結ぶ直線X
D′が該直線Yと交わる点を点Aとし、該点Aと該画像
再構成領域の中心Oとの間の距離AOを有し、該画像再
構成領域の中心Oを中点とする直線Y上の線分を線分B
とし、該線分Bを通過して該検出器Dに至る、対向ビュ
ーを含まない、複数のビューにおける放射線経路の数を
n本とするとき、前記ビューデータ取得手段は、少なく
とも、該線分Bを通過する該n本の放射線経路が線分B
上で距離AOをn等分した間隔を成すビューデータを取
得することを特徴とする。
(実施例) 以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。まず、本
発明の原理から説明する。第1図は本発明の原理を説明
するためのスキャン系の幾何学的配置を示す図である。
図において、RAは被検体を収容する再構成領域であ
り、Oはその中心である。各検出器Di(i=...,
−5,−4,...O,...,4,5,...)は円
周Ld上に等間隔、等角度間隔となるようにして固定的
に配置されている。X線発生源は円周Lx上を回転し、
パルス方式の場合にはLxの点でファン状X線を照射す
る。検出器Dの中心CとOを結ぶ直線のLxとの交
点の中で、Oに関してDと反対側の点をXとし、O
XががX軸正方向となす角度をθとする。線分C
と角度δ,−δをなす直線がLxと交叉する点の中
で、Oに関してDと反対側の点を各々X′,X
とし、X軸(横軸)の正方向となす角度を各々θ′,
θ″とする。
(1)次の各方向で順次スキャンを行う。但し、Δθは
ビュー間の角度で、反時計回りの方向にスキャンされる
ものとする。
第1番目のビューはθ−β 第2番目のビューはθ+β 第3番目のビューはθ+Δθ−β 第4番目のビューはθ+Δθ+β 第N番目のビューは θ+(−1)・β +[(N−1)/2]・Δθ 但し、上式中の[(N−1)/2]は(N−1)/2を
越えない最大整数を表す。
これは、次の点でスキャンを行ったことに相当 X″,X′,X″,X′,... 全ビュー数Nは再構成に必要な最小角(又はそれ以上)
を満たすものでよい。ここで、線分XO=d,X
=Lとすると、(但し、Δγは線分XとX
(Cは検出器Dの中心)とのなす角、即ちX線源
で見た中央部での隣接検出器間のなす角(サンプル角)
である。) β=δ+ε δ=d・Δγ/{4(L−d)} ε=sin−1[{(L−d)/d}sinδ] である。
(2)スキャン・データに対応する画像再構成を行う。
上記(1)のスキャン・データの第(2i−1),第2
iビューの間の幾何学関係は第2図のようになり、再構
成領域のかなりの領域で各透過X線通路が互いに補間さ
れ、実効的なサンプル・データの増大が図られている。
尚、スキャン・データの収集を次のように行っても同様
な効果を得ることができる。即ち、 第1番目のビューはθ−β 第2番目のビューはθ+Δθ+β 第3番目のビューはθ+2・Δθ−β 第N番目のビューは θ+(−1)・β +(N−1)・Δθ これは、次の点でスキャンを行ったことに相当する。
″,X′,X″,X′,... 以上のような原理に基づき、180°+α程度の狭いス
キャン領域で、従って高速なスキャンにより、高解像高
画質の再構成画像を得ることができる。
このような原理を用いたX線CTスキャナの一実施例を
第3図に示す。同図において、TAは、生体Bを載置
し、ガントリーGの中央部の穴に対し生体を水平方向に
移動することのできるテーブルである。ガントリーG
は、その断面が1で示されるように形成されている。即
ち、X線発生源のX線管Xは再構成領域PAの中心Oを
中心とする円周上Lxを回転移動する。検出器群Dは、
さらにその外側の円周上Ldに固定配置されている。テ
ーブル・ガントリー制御装置TGCは、生体BがPA領
域内に適切に配置されるようにテーブルTAを制御する
と共に、前記X線管Xを適切に回転させるための制御を
行う。X線管Xは高圧X線管制御部XRにより駆動さ
れ、又高圧X線管制御部XRはX線発生制御装置XGC
により制御される。テーブル・ガントリー制御装置TG
C及びX線発生制御装置XGCは操作・撮影制御装置S
CCの管理下にある。
検出器群Dで検出された透過X線強度信号はデータ収集
装置DASで採取され、データ処理装置DPに送られ
る。データ処理装置DPで処理されたデータは一度大容
量記憶装置AMに蓄えられる。必要なビュー・データが
揃うとデータ処理装置DPで画像再構成が行われ、得ら
れた画像は画像表示装置GDC乃至写真撮影制御装置M
FCに与えられる。
このような構成において、操作・撮影制御装置SCCの
管理のもとにX線管を回転しつつ、上記原理説明で述べ
たように各点において透過X線の強度を検出器群で検出
し、データ収集装置DASにて採取する。得られたデー
タに対してはデータ処理装置DPで適宜の処理、例えば
対数変換、X線強度補正等の処理を施し、記憶装置AM
に蓄える。このようにしてNビューのデータが揃うと、
データ処理装置において通常の画像再構成処理を行う。
得られた画像は表示装置GDCに表示され、必要に応じ
て写真撮影制御装置MFCにて写真撮影される。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、次
のようにしてもよい。
(1)LdはLxの内側にあってもよい。即ち、高解像
度化のため検出器群をX線管の内側に配置する構成(当
然X線の通過を避けるために検出器の退避を可能とする
構成となる)であってもよい。
(2)スキャンの方法は各種の方法が適用できる。例え
ば、反時計回りの場合、次のようにしてもよい。
第1番目のビューはθ+β 第2番目のビューはθ+Δθ−β 第3番目のビューはθ+2・Δθ+β 第N番目のビューは θ+(−1)N−1・β +(N−1)・Δθ これは、次の点でスキャンを行ったことに相当する。
′,X″,X′,X″,... 時計回り方向でのスキャンも勿論可能である。但し、
スキャンの仕方が変わる。
βの与え方はビューごとに異なってもよい。
Δθの与え方はビューごとに異なってもよい。
(3)画像再構成の手法としては各種のものが採用可能
である。
(4)X線CTスキャナ装置の構成も各種の変形が可能
である。
又、本発明はX線CTスキャナに限らず、他の放射線に
よるCTスキャナにも適用できる。
(発明の効果) 以上述べたように、本発明によれば、スキャンによるデ
ータ収集範囲は180°+α(αは再構成領域を含むフ
ァン・アングル)、或いはそれ以上あればよく、従って
次のような効果を生ずる。
(1)スキャン・タイムを従来の360°回転方式の場
合よりも短くでき、従って高速なスキャン、被曝量の少
ないスキャンが実現できる。
(2)少ない回転角で解像力の高い、高画質のイメージ
ングが可能である。この点は、従来の装置では実現され
得なかった。
(3)生体の動きの影響を軽減でき、患者への負担を軽
減することができる。
(4)3ビュー以上の隣接ビュー(又は近傍ビュー)に
よる透過X線通路の相互補間を行い得るようにすること
により、限られた狭い範囲の回転角で更に解像力の高い
装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の原理を説明するための原理
図、第3図は本発明に係るCTスキャナの一実施例を示
す構成図、第4図は従来のスキャン方式におけるスキャ
ンとのそのデータの空間的配置を示す図である。 G……ガントリー、TA……テーブル B……生体、PA……再構成領域 TGC……テーブル・ガントリー制御装置 XGC……X線発生制御装置 X……X線管、D……検出器群 SCC……操作・撮影制御装置 DAS……データ収集装置 DP……データ処理装置、AM……大容量記憶装置 GDC……画像表示装置 MFC……写真撮影制御装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ファン状の放射線を照射する放射線源と、
    被検体が収容される画像再構成領域を介して前記放射線
    源と対向配置された複数の検出器を有する検出器群と、
    前記放射線源が放射線を照射しながら前記画像再構成領
    域の回りを回転し、空間の各方向で照射された放射線の
    各ビューを前記検出器群が検出することによってビュー
    データを取得するビューデータ取得手段と、前記ビュー
    データに基づいて画像再構成を行う画像再構成手段とを
    備えるCTスキャナにおいて、 前記放射線源が前記画像再構成領域の回りを少なくとも
    180°+α(αは前記放射線源で見た前記画像再構成
    領域を含むファン・アングル)回転することによって空
    間的に連続する全ビューが形成されており、 所定の前記検出器Dから前記画像再構成領域の中心Oを
    通る直線DOの延長線が、前記放射線源が回転する軌跡
    と交わる点を点Xとし、 該画像再構成領域の中心Oを通り且つ該直線DOと直交
    する直線を直線Yとし、 該点Xから該検出器Dに隣接する一検出器D′を結ぶ直
    線XD′が該直線Yと交わる点を点Aとし、 該点Aと該画像再構成領域の中心Oとの間の距離AOを
    有し、該画像再構成領域の中心Oを中点とする直線Y上
    の線分を線分Bとし、 該線分Bを通過して該検出器Dに至る、対向ビューを含
    まない、複数のビューにおける放射線経路の数をn本と
    するとき、 前記ビューデータ取得手段は、少なくとも、該線分Bを
    通過する該n本の放射線経路が線分B上で距離AOをn
    等分した間隔を成すビューデータを取得することを特徴
    とするCTスキャナ。
  2. 【請求項2】検出器群は、画像再構成領域を中心とする
    円周上に等角度に配置されたものであること、 及び、ビューデータ取得手段は、下記(イ)にしたがっ
    て形成された全ビューに対応するビューデータを取得す
    ることを特徴とする特許請求の範囲(1)記載のCTスキ
    ャナ。 記 (イ)(-1)・β+[(N-1)/2]・Δθ+θ 但し、Nは1から始まり1ずつ増加するビューの番号、
    βは下記式の(ロ)、(ハ)及び(ニ)で表される角
    度、Δθは所定の角度、θはスキャン開始時の角度、
    [(N-1)/2]は(N-1)/2を越えない最大整数を表し、β及び
    Δθは異なるビューの番号で同一ビューとならない条件
    を満たす。 (ロ)β=δ+ε (ハ)δ=d・Δγ/[4(L-d)] (ニ)ε=sin−1[{(L-d)/d}sinδ] 但し、(ハ)及び(ニ)式中の、Lは画像再構成領域の
    中心を通る放射線源から検出器までの距離、dは放射線
    源から画像再構成領域の中心までの距離を、(ハ)式中
    の、Δγは放射線源で見た画像再構成領域中央部での隣
    接検出器間のなす角度を表す。
JP61232645A 1986-09-30 1986-09-30 Ctスキャナ Expired - Lifetime JPH0626544B2 (ja)

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PCT/JP1987/000712 WO1988002239A1 (fr) 1986-09-30 1987-09-30 Tomographie computerisee a radiations
US07/335,665 US5058011A (en) 1986-09-30 1987-09-30 Radiant ray ct with view data interpolation
DE8787906444T DE3785360T2 (de) 1986-09-30 1987-09-30 Rechnergestuetzter roentgen-tomograph.
EP87906444A EP0333857B1 (en) 1986-09-30 1987-09-30 Radiation ct

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JPS6384524A JPS6384524A (ja) 1988-04-15
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JPS61209641A (ja) * 1985-03-15 1986-09-17 株式会社東芝 X線ct装置

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