專利名稱：X射線ct裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如與患者等被檢體的呼吸動(dòng)作同步地取得被檢體 的斷層面的圖像數(shù)據(jù)的X射線CT (computed tomography)裝置， 特別涉及具備在被檢體的體軸方向有寬度并檢測(cè)從X射線源放射的 角錐形X射線束的2維檢測(cè)器的X射線CT裝置(錐束cone-beam CT)。
背景技術(shù)：
關(guān)于X射線CT裝置，具有例如扇束(單層切片)X射線CT、 多層切片X射線CT以及錐束X射線CT掃描儀。X射線CT裝置的 掃描方式有例如螺旋掃描以及呼吸同步掃描(Prospective-Gating)。 通過螺旋掃描所取得的投影數(shù)據(jù)的重建通過例如呼吸同步重建 (Retrospective-Gating )而被進(jìn)行。扇束X射線CT裝置的動(dòng)作如下。X射線源照射扇形X射線束。 多個(gè)檢測(cè)器例如1000個(gè)通道接近扇形地排列成1列地形成。透過了 被檢體的X射線量通過多個(gè)檢測(cè)器被檢測(cè)出。由多個(gè)檢測(cè)器檢測(cè)出的 X射線量通過數(shù)據(jù)收集電路進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換并被收集。 一邊使X射線源 與多個(gè)檢測(cè)器在被檢體的周圍旋轉(zhuǎn)一邊在1次旋轉(zhuǎn)中進(jìn)行1000次的數(shù)據(jù)收集。根據(jù)所收集到的數(shù)據(jù)重建圖像。多層切片X射線CT具備放射圓錐形X射線束的X射線源以及5在Z軸方向(被檢體的體軸方向)上將多 個(gè)M的扇束用檢測(cè)列堆起N列的方式在圓筒面上排列形成多個(gè)檢測(cè) 元件。2維檢測(cè)器的通道(channel)數(shù)為M、段(segment)數(shù)為N,設(shè)焦 點(diǎn)-旋轉(zhuǎn)中心間距離為FCD，有效視野直徑為FOV。錐束X射線CT掃描儀從X射線源向被檢體的體軸方向上照射 更寬的X射線束。在錐束X射線CT掃描儀中，由2維檢測(cè)器檢測(cè)出 的來自l個(gè)方向的收集數(shù)據(jù)將成為2維投影數(shù)據(jù)。錐束X射線CT掃 描儀根據(jù)來自多個(gè)方向的2維投影數(shù)據(jù)進(jìn)行3維圖像重建。錐束X射 線CT掃描儀僅將X射線源以及2維檢測(cè)器旋轉(zhuǎn)1次而取得針對(duì)某種 程度的體積(volume)的體素?cái)?shù)據(jù)。錐束X射線CT掃描儀是以使用了圖像增強(qiáng)器(X-ray image intensifier:以下稱為I.I.)作為2維檢測(cè)器的系統(tǒng)為主，從1980年 下半年開始4皮進(jìn)行研發(fā)。例如文獻(xiàn)(Volume CT of anthropomorphic phantoms using a radiation therapy simulator Mihael D. Silver, Yasuo Saito等;SPIE 1651 197-211 1992)中記栽了有關(guān)利用將轉(zhuǎn)盤與 I.I.組合而得的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行的胸部模型的掃描結(jié)果的討論。使用了 I.I.的錐束X射線CT掃描儀作為捕獲例如骨骼或造影了的血管等高對(duì) 比度物體的形狀的掃描裝置， 一部分正被實(shí)用化。還提出了錐束X射線CT掃描儀具備與多層切片CT一樣的將閃 爍器以及光電二極管作為檢測(cè)元件的2維檢測(cè)器，并與能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn) 的滑環(huán)(slip ring)座組合了的裝置。相關(guān)錐束X射線CT掃描儀在例如 文獻(xiàn)(Large are 2-dimensional detector for real-time 3-dimensional CT(4D-CT) "Yasuo Saito等；SPIE 4320 775-782 2001)等中被公開。使用螺旋掃描的X射線CT掃描儀使X射線管球以及檢測(cè)器在 被檢體的周圍連續(xù)旋轉(zhuǎn)，并且使承載了被檢體的床板在被檢體的體軸 方向上移動(dòng)。由此，X射線管球相對(duì)被檢體的相對(duì)的軌跡變?yōu)槁菪隣睢Ｖ亟▓D像的時(shí)候，X射線CT掃描儀對(duì)由監(jiān)視被檢體呼吸動(dòng)作的 裝置所得到的呼吸運(yùn)動(dòng)以預(yù)先設(shè)定了的相位的定時(shí)進(jìn)行掃描，收集與 X射線管球的軌跡中的某部分相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。監(jiān)視被檢體的呼吸運(yùn)動(dòng)6的監(jiān)^f見器裝置是例如安裝在胸部的壓力傳感器、測(cè)定呼吸流量的氣流 傳感器、或通過軟件解析由攝像機(jī)所拍攝的被檢體的運(yùn)動(dòng)來求出呼吸 運(yùn)動(dòng)的裝置等。
X射線CT掃描儀能夠使用360。內(nèi)插法或180。內(nèi)插法。360。內(nèi)插 法采用切片面的兩側(cè)180。，共計(jì)360。的數(shù)據(jù)。180。內(nèi)插法采用使用相 對(duì)波束夾住了切片面而得到的共計(jì)180。的數(shù)據(jù)。
關(guān)于呼吸同步掃描，在掃描中，與被檢體的呼吸相配合調(diào)整掃描 定時(shí)。監(jiān)視器裝置監(jiān)視被檢體的呼吸動(dòng)作。該監(jiān)視器裝置是例如如上 述同樣地安裝在胸部的壓力傳感器、測(cè)量呼吸流量的氣流傳感器、或 通過軟件解析由攝像機(jī)所拍攝的被檢體的運(yùn)動(dòng)來求出呼吸運(yùn)動(dòng)的裝 置等。關(guān)于呼吸同步掃描，對(duì)由監(jiān)視器裝置所監(jiān)視的被檢體的呼吸運(yùn) 動(dòng)以預(yù)先設(shè)定了的相位的定時(shí)執(zhí)行掃描。
存在對(duì)被檢體的體軸方向的寬廣的范圍取得相同呼吸相位的圖 像的方法。該方法反復(fù)進(jìn)行在不移動(dòng)被檢體的狀態(tài)下使X射線管球以 及檢測(cè)器旋轉(zhuǎn)一 次的掃描以及被檢體的移動(dòng)。
具體地說明的話，首先，為了在被檢體上取得必要的切片位置的 圖像而移動(dòng)被檢體。在該狀態(tài)下以預(yù)先設(shè)定了的呼吸相位的定時(shí)進(jìn)行 掃描。其次，為了在被檢體上取得必要的下一個(gè)切片的位置的圖像而 移動(dòng)被檢體。并且，等待以預(yù)先設(shè)定了的呼吸相位的定時(shí)進(jìn)行掃描。 通過這樣掃描在互不相同的呼吸相位上取得體數(shù)據(jù)時(shí)，使用互不相同 的呼吸相位重復(fù)上述一連串的動(dòng)作。
呼吸同步重建使用通過螺旋掃描取得的在時(shí)間方向、體軸方向上 連續(xù)的投影數(shù)據(jù)，通過后處理重建得到任意的呼吸相位的體數(shù)據(jù)。監(jiān) 視被檢體的呼吸動(dòng)作的監(jiān)視器裝置具有例如如上述同樣地安裝在胸 部的壓力傳感器、測(cè)量呼吸流量的氣流傳感器、或通過軟件解析由攝 像機(jī)所拍攝的被檢體的運(yùn)動(dòng)來求出呼吸運(yùn)動(dòng)的裝置等。監(jiān)視相關(guān)被檢 體的呼吸動(dòng)作的監(jiān)視器裝置監(jiān)視被檢體的呼吸動(dòng)作，并將其呼吸監(jiān)視 信號(hào)、例如門脈沖或波形輸出。
為了進(jìn)行呼吸同步重建，將從監(jiān)視器裝置輸出的呼吸監(jiān)視信號(hào)與投影數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)。在呼吸同步重建中，將根據(jù)呼吸監(jiān)視信號(hào)指定的 呼吸相位重建所需要的數(shù)據(jù)從投影數(shù)據(jù)中抽出，重建被指定了范圍的 圖像。為了在任意位置上重建任意呼吸相位的圖像，需要收集l個(gè)周 期的呼吸間隔時(shí)間大小的相同切片位置的數(shù)據(jù)。因此，根據(jù)呼吸周期、 檢測(cè)器的列數(shù)等來限定螺距的范圍。然而，在1次呼吸同步掃描中僅是得到在特定的l種呼吸相位下 的體數(shù)據(jù)。不能觀察具有由呼吸運(yùn)動(dòng)引起的被檢體的運(yùn)動(dòng)的圖像。如 果改變指定的呼吸相位重復(fù)掃描，可以取得在若干呼吸相位下的各體 數(shù)據(jù)。盡管如此在觀察由呼吸運(yùn)動(dòng)引起的被檢體的連續(xù)運(yùn)動(dòng)上仍然存 有不足。呼吸同步重建以重復(fù)相同呼吸為前提，能夠觀察被檢體的運(yùn)動(dòng)。 然而，呼吸同步重建為了以重復(fù)相同呼吸為前提而被局限于安靜時(shí)的 呼吸。因此，在呼吸同步重建中不能實(shí)現(xiàn)有意識(shí)地進(jìn)行深呼吸時(shí)的運(yùn) 動(dòng)，例如基于最大呼氣與最大吸氣間的運(yùn)動(dòng)的診斷功能解析。在被檢 體進(jìn)行例如最大呼氣或最大吸氣時(shí)，可以觀察例如在安靜時(shí)的呼吸水 平下不能觀察到的部位、例如胂瘤部位等的圖像。然而，呼吸同步重建被局限于安靜時(shí)的呼吸，因此很難取得被檢 體進(jìn)行例如最大呼氣或最大吸氣時(shí)的圖像。另外，有關(guān)錐束X射線CT掃描儀被記載在例如日本特愿平 11-366189號(hào)或日本特愿平11-368273號(hào) >報(bào)中。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供即使進(jìn)行如有意識(shí)地進(jìn)行深呼吸時(shí)那樣 的無再現(xiàn)性的呼吸也能夠取得基于深呼吸運(yùn)動(dòng)的在被檢體的運(yùn)動(dòng)下 任意呼吸相位上的體數(shù)據(jù)的X射線CT裝置。本發(fā)明第1實(shí)施方式的X射線CT裝置，具備對(duì)被檢體照射從 X射線源放射的角錐形的X射線束的X射線發(fā)生部；形成為2維平面 狀，檢測(cè)透過了上述被檢體的上述X射線束的2維檢測(cè)器；由上述2 維檢測(cè)器進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，取得上述被檢體的體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)取得部；促使上述被檢體進(jìn)行至少不同深度的呼吸的呼吸促進(jìn)機(jī)；捕獲由上述被 檢體的呼吸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)的呼吸監(jiān)視器；與由上述呼吸監(jiān)視器捕獲到的 由上述被檢體的呼吸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)地，控制上述X射線束對(duì)于上述 被檢體的照射的定時(shí)的掃描控制部。
本發(fā)明第2實(shí)施方式的X射線CT裝置的掃描控制方法，具備: 通過呼吸促進(jìn)機(jī)促使被檢體進(jìn)行至少不同深度的深呼吸，通過呼吸監(jiān) 視器捕獲由呼吸促進(jìn)機(jī)促使至少不同深度的呼吸時(shí)的由被檢體的呼 吸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)，通過掃描控制部與通過呼吸監(jiān)視器捕獲到的由被檢體 的呼吸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)地，控制對(duì)被檢體照射從X射線源放射出的角 錐形的X射線束時(shí)的定時(shí)，通過形成為2維平面狀的2維檢測(cè)器，檢 測(cè)透過了被檢體的X射線束，通過2維檢測(cè)器進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，利用數(shù) 據(jù)取得部取得被檢體的體數(shù)據(jù)。
在下面的描述中將提出本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，部分內(nèi)容可以 從說明書的描述中變得明顯，或者通過實(shí)施本發(fā)明可以明確上述內(nèi) 容。通過下文中詳細(xì)指出的手段和組合可以實(shí)現(xiàn)和得到本發(fā)明的目的 和優(yōu)點(diǎn)。


結(jié)合在這里并構(gòu)成說明書的一部分的附圖描述本發(fā)明當(dāng)前優(yōu)選 的實(shí)施方式，并且與上述的概要說明以及下面的對(duì)優(yōu)選實(shí)施方式的詳 細(xì)描述一同用來說明本發(fā)明的原理。
圖1為表示關(guān)于本發(fā)明的錐束X射線CT裝置的第1實(shí)施方式的
結(jié)構(gòu)圖。
圖2為表示該裝置中的基于聲音的呼吸指示以及由呼吸監(jiān)視器 監(jiān)視的被檢體的呼吸波形的一個(gè)例圖。
圖3為表示指定被檢體的呼吸相位作為對(duì)于該裝置中的被檢體 的掃描開始定時(shí)的方法的一個(gè)例圖。
圖4為表示指定呼吸的深度作為對(duì)于該裝置中的被檢體的掃描 開始定時(shí)的方法的一個(gè)例圖。圖5為表示由該裝置在被檢體的呼吸相位的l周期后的同一呼吸 相上結(jié)束掃描的圖。圖6為表示由該裝置在從被檢體的最大呼氣到最大吸氣為止的 呼吸相位的半周期上結(jié)束掃描的圖。圖7為表示在該裝置的連續(xù)動(dòng)態(tài)掃描中的動(dòng)作流程圖。圖8為表示相對(duì)于該裝置的掃描時(shí)間呼吸周期長(zhǎng)時(shí)的投影數(shù)據(jù) 的收集定時(shí)的9為表示相對(duì)于該裝置的掃描時(shí)間呼吸周期短時(shí)的投影數(shù)據(jù) 的收集定時(shí)的IO為表示在該裝置的單次掃描中的動(dòng)作流程圖。圖11為能夠選擇該裝置的連續(xù)動(dòng)態(tài)掃描或單次掃描的動(dòng)作流程圖。圖12為表示該裝置的正式掃描開始的定時(shí)的變形例的圖。
具體實(shí)施方式
下面參照

本發(fā)明第一實(shí)施方式。圖1為表示錐束X射線CT裝置的結(jié)構(gòu)圖。錐束X射線CT裝置具 備門架1 (gantry )。門架1中設(shè)置了裝載被檢體2的床。門架1具有以 旋轉(zhuǎn)中心軸RA為中心被旋轉(zhuǎn)自如地保持的環(huán)狀的旋轉(zhuǎn)框架3。在旋轉(zhuǎn) 框架3上，在正對(duì)旋轉(zhuǎn)中心軸RA的方向上安裝有X射線管球4。 X射 線管球4經(jīng)由滑環(huán)(slip riiig)5與高電壓發(fā)生裝置6連接。高電壓發(fā)生裝 置6經(jīng)由滑環(huán)(slip ring)5向X射線管球4施加高電壓。X射線管球4通 過施加高電壓放射角錐形的X射線束(錐束)。X射線管球4形成X射 線發(fā)生部。2維檢測(cè)器系統(tǒng)7被安裝在旋轉(zhuǎn)框架3上。2維檢測(cè)器系統(tǒng)7被形 成為2維平面狀。2維檢測(cè)器系統(tǒng)7檢測(cè)從X射線管球4放射并透過了 被檢體2的X射線束。2維檢測(cè)器系統(tǒng)7夾著旋轉(zhuǎn)中心軸RA與X射線 管球4相對(duì)。2維檢測(cè)器系統(tǒng)7為多層切片型。2維檢測(cè)器系統(tǒng)7具有沿 著與旋轉(zhuǎn)中心軸RA平行的方向即體軸方向(切片方向)并設(shè)的多列檢10測(cè)元件。2維檢測(cè)器系統(tǒng)7在被檢體2的體軸方向(Z軸方向)上具有 寬廣的檢測(cè)范圍。多列檢測(cè)元件由例如閃爍器和光電二極管構(gòu)成。檢測(cè) 元件列為例如64列。這些檢測(cè)元件列具有沿著通道方向排列的多個(gè)檢測(cè) 元件。
將旋轉(zhuǎn)中心軸RA作為Z軸，以XY軸坐標(biāo)系規(guī)定將該Z軸作為中 心的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。該情況下，將連接X射線管球4的焦點(diǎn)與2維檢測(cè)器 系統(tǒng)7的中心的所謂的X射線中心軸定義為Y軸，將垂直于ZY軸的軸 定義為X軸。以下適當(dāng)?shù)?吏用XYZ軸。
座驅(qū)動(dòng)部8通過使^:轉(zhuǎn)框架3在門架1內(nèi)旋轉(zhuǎn)，而使X射線管4 與2維檢測(cè)器系統(tǒng)7相對(duì)，在該狀態(tài)下使得在4皮檢體2的周圍旋轉(zhuǎn)。
數(shù)據(jù)收集電路9與2維檢測(cè)器系統(tǒng)7連接。數(shù)據(jù)收集電路9 一般稱 為DAS(Data Acquisition System)。 DAS9將2維檢測(cè)器系統(tǒng)7的各通道 的輸出(電流信號(hào))轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)并放大，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。DAS9 經(jīng)由以光或磁為媒介的非接觸數(shù)據(jù)傳送裝置10與前處理裝置11連接。 前處理裝置11校正DAS9的輸出的通道間非均勻性等，并作為投影數(shù)據(jù) 輸出。從前處理裝置11輸出的投影數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置12內(nèi)。
主控制器13經(jīng)由數(shù)據(jù)、控制總線14與高電壓發(fā)生裝置6、座驅(qū)動(dòng) 部8、前處理部11、存儲(chǔ)裝置12、顯示裝置15、輸入裝置16、重建 (reconstruction)裝置17、輔助存儲(chǔ)裝置18、數(shù)據(jù)處理裝置19、呼吸 監(jiān)視器20、呼吸促進(jìn)機(jī)21、掃描控制部22、掃描條件設(shè)定部23連接。
主控制器13經(jīng)由數(shù)據(jù)、控制總線14控制高電壓發(fā)生裝置6、座驅(qū) 動(dòng)部8、前處理部11、存儲(chǔ)裝置12、顯示裝置15、輸入裝置16、重建 裝置17、輔助存儲(chǔ)裝置18、數(shù)據(jù)處理裝置19、呼吸監(jiān)視器20、呼吸促 進(jìn)機(jī)21、掃描控制部22、掃描條件設(shè)定部23的各種動(dòng)作。
主控制器13使旋轉(zhuǎn)框架3旋轉(zhuǎn)，并使X射線管球4與2維檢測(cè)器 系統(tǒng)7旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。與此同時(shí)，主控制器13分別控制高電壓發(fā)生裝置6 與DAS9，進(jìn)^f于例如預(yù)掃描(動(dòng)態(tài)掃描)或正式掃描(動(dòng)態(tài)掃描)。預(yù)掃 描(prescan)也稱為監(jiān)視掃描。
輸入裝置16是鼠標(biāo)等定位裝置或鍵盤等，接受操作員的手動(dòng)操作。
ii重建裝置17例如在預(yù)掃描或正式掃描中才艮據(jù)由前處理裝置11前處 理后的投影數(shù)據(jù)重建被檢體2的例如3D圖像(three-dimensional image ) 數(shù)據(jù)或4D圖像數(shù)據(jù)等CT圖像。存儲(chǔ)裝置12存儲(chǔ)例如利用前處理裝置ll接受了前處理后的投影數(shù) 據(jù)或3D圖像數(shù)據(jù)、采用MPR(multiplaner reconstruction)的例如軸面 (axial )、冠狀面(coronal )、矢狀面(sagittal)等3方位剖面的各剖面圖 像數(shù)據(jù)、MIP(maximum intensity projection)圖像的圖像數(shù)據(jù)、預(yù)掃描或 正式掃描時(shí)取得的4D造影CT圖像數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)處理裝置19進(jìn)行例如根據(jù)3D圖像數(shù)據(jù)生成采用MPR的例如 軸面(axial )、 冠狀面(coronal)、矢狀面(sagittal)等3方位剖面的各剖 面圖像數(shù)數(shù)據(jù)、根據(jù)3D圖像數(shù)據(jù)生成MIP圖像等圖像處理。呼吸監(jiān)視器20捕獲由被檢體2的呼吸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)，輸出該呼吸監(jiān) 視信號(hào)。呼吸監(jiān)視器20是例如安裝在被檢體2的胸部上的壓力傳感器、 測(cè)量被檢體2呼吸流量的氣流傳感器，或通過軟件解析由攝^^幾等拍攝 的被檢體2的運(yùn)動(dòng)來求出呼吸運(yùn)動(dòng)的裝置等。呼吸促進(jìn)機(jī)21促使被檢體2進(jìn)行不同深度的呼吸。呼吸促進(jìn)機(jī)21 根據(jù)聲音有意識(shí)地促使進(jìn)行例如平常的呼吸(平靜時(shí)的呼吸)或深呼吸等的不同深度的呼吸。具體來說，呼吸促進(jìn)機(jī)21在掃描前和掃描中，分 別對(duì)被檢體2用聲音發(fā)出例如"請(qǐng)放松"、"請(qǐng)盡力地吸氣"、"請(qǐng)盡力地呼 氣"、"請(qǐng)?jiān)俅伪M力地吸氣"、"請(qǐng)放松"來促使作為不同深度的呼吸。圖2為表示基于聲音的呼吸指示與由呼吸監(jiān)視器20所監(jiān)視的被檢 體2的呼吸波形的關(guān)系的一個(gè)例圖。該圖的上半部分表示用于促使凈皮檢 體2呼吸的聲音指示，下半部分表示與聲音指示相對(duì)應(yīng)的被檢體2的呼 吸波形。被檢體2的呼吸形的橫軸表示時(shí)間，縱軸表示呼吸水平、即呼 吸深度，上方向表示吸氣的方向，下方向表示呼氣的方向。另外，由呼 吸監(jiān)視器20所監(jiān)視的被檢體2的呼吸波形例如顯示在顯示裝置15上。當(dāng)表示對(duì)于被檢體2的呼吸指示的模式的一個(gè)例子時(shí)，呼吸促進(jìn)機(jī) 21首先發(fā)出"請(qǐng)放松，，的聲音。由此，被檢體2繼續(xù)平常的呼吸(平靜時(shí) 的呼吸)。接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)盡力地吸氣"的聲音。由此，被檢體2 進(jìn)行深呼吸，進(jìn)入最大吸氣狀態(tài)。
接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)盡力地呼氣"的聲音。由此，被檢體2 盡力呼氣，進(jìn)入最大呼氣狀態(tài)。
接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)?jiān)俅伪M力地吸氣，，的聲音。由此，被 檢體2再次進(jìn)行深呼吸，再次ii^最大吸氣狀態(tài)。
接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)放松，，的聲音。由此，被檢體2回復(fù) 為平常的呼吸(平靜時(shí)的呼吸)。
呼吸促進(jìn)機(jī)21既可以預(yù)先設(shè)定聲音指示"請(qǐng)放松"、"請(qǐng)盡力地吸 氣"、"請(qǐng)盡力地呼氣"、"請(qǐng)?jiān)俅伪M力地吸氣"、"請(qǐng)放松"等而自動(dòng)地發(fā)生， 也可以通過操作員一邊觀察在顯示裝置15中顯示的由呼吸監(jiān)視器20所 監(jiān)視到的被檢體2的呼吸波形一邊通過基于操作人員的人工操作而依次 發(fā)生。
呼吸促進(jìn)機(jī)21也可以預(yù)先登記多個(gè)對(duì)于被檢體2的呼吸指示模式， 根據(jù)操作員的選擇從多個(gè)呼吸指示模式中選擇例如一個(gè)呼吸指示模式。
掃描控制部22根據(jù)由呼吸監(jiān)視器20捕獲到的由被檢體2的呼吸產(chǎn) 生的運(yùn)動(dòng)，控制針對(duì)被檢體2的掃描的定時(shí)。即、掃描控制部22根據(jù)由 呼吸監(jiān)視器20捕獲到的由被檢體2的呼吸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)，控制X射線束 對(duì)-皮檢體2的照射的定時(shí)。掃描控制部22根據(jù)被檢體2的呼吸相位或呼 吸水平，控制掃描(X射線束的照射)開始或結(jié)束的各定時(shí)。對(duì)于被檢 體2的掃描(射線束的照射)開始定時(shí)例如有2種方法。第1種方法是 作為將時(shí)間經(jīng)過作為指標(biāo)的方法而指定被檢體2的呼p及相位。第2種方 法是作為將呼吸的深度作為指標(biāo)的方法而指定被檢體2的呼吸水平。
圖3為表示指定被檢體2的呼吸相位作為對(duì)于被檢體2的掃描的開 始定時(shí)的方法的一個(gè)例子。掃描控制部22從利用根據(jù)呼吸監(jiān)視器20捕 獲到的被檢體2的呼吸相位表示最大吸氣的時(shí)刻tl起經(jīng)過規(guī)定的延遲時(shí) 間d之后的時(shí)刻t2開始掃描。在此，以最大吸氣的呼吸相位為基準(zhǔn)設(shè)定 掃描開始的時(shí)刻。
掃描開始的^L定并不僅限于此。掃描開始時(shí)刻也可以以最大呼氣的呼吸相位為基準(zhǔn)來設(shè)定。延遲時(shí)間d也可以，沒定絕對(duì)時(shí)間。延遲時(shí)間d 也可以設(shè)定為例如將最大吸氣與最大呼氣的間隔作為100%、距離其中 的最大吸氣例如10%等相對(duì)的時(shí)間點(diǎn)上。圖4為表示指定呼吸的深度作為對(duì)于被檢體2的掃描的開始定時(shí)的 方法的一個(gè)例子。掃描控制部22利用由呼吸監(jiān)視器20捕獲到的被檢體 2的呼吸相位，在表示從表示最大吸氣的吸氣水平rm起下降規(guī)定比例、 例如10%后的吸氣水平rl的時(shí)刻tlO起開始掃描。該情況下，將最大吸 氣定義為100%,將最大呼氣定義為0%。也可以將最大吸氣定義為 +100%，將最大呼氣定義為-100%。在以呼吸的深度為基準(zhǔn)設(shè)定掃描的開始定時(shí)的時(shí)候，被檢體2的呼 吸波形多次通過同一吸氣水平。由此，掃描的開始定時(shí)也可以通過組合 被檢體2的呼吸相位與呼吸的深度來設(shè)定。例如、掃描的開始定時(shí)也可 以設(shè)定在在指示深呼吸之后，在過了呼氣的峰值之后最初超過了 90%的 時(shí)刻。另一方面，對(duì)于^皮檢體2的掃描的結(jié)束定時(shí)與掃描開始同樣，有指 定被檢體2的呼吸相位的第1種方法、和指定被檢體2的呼吸水平的第 2種方法以及指定進(jìn)行投影數(shù)據(jù)的收集的呼吸周期的第3種方法。圖5及圖6表示通過呼吸周期指定掃描的結(jié)束定時(shí)的方法的一個(gè)例 子。圖5表示在被檢體2的呼吸相位的1周期后的同一呼吸相位上結(jié)束 掃描。圖6表示進(jìn)行從^皮檢體2的最大呼氣到最大吸氣的呼吸相位的半 周期(0.5周期)的投影數(shù)據(jù)的收集。掃描控制部22在開始掃描之后，在 例如呼吸相位的1周期后或半周期后結(jié)束掃描。在被檢體2的呼氣中以及吸氣中的雙方中需要收集投影數(shù)據(jù)的情況 下，需要收集呼吸相位的最低l周期間的投影數(shù)據(jù)。在這樣的情況下， 在圖5所示的在被檢體2的呼吸相位的1周期后的同一呼吸相位上結(jié)束 掃描的方法成為最短的掃描時(shí)間。在需要收集被檢體2的吸氣中或呼氣中的任何一方中的投影數(shù)據(jù)的 情況下，從被檢體2的呼吸波形的峰值到峰值、即從最大吸氣到最大呼 氣或從最大呼氣到最大吸氣的半周期成為最短的掃描時(shí)間。掃描條件設(shè)定部23根據(jù)在顯示裝置15上顯示的被檢體2的呼吸波 形，與被檢體2的呼吸相位或呼吸水平相對(duì)應(yīng)地設(shè)定掃描的開始與結(jié)束。 掃描條件設(shè)定部23如上述那樣i殳定掃描的開始定時(shí)。掃描條件設(shè)定部23如圖3所示，根據(jù)通過呼吸監(jiān)視器20捕獲到的 被檢體2的呼吸相位，設(shè)定為從表示最大吸氣的時(shí)刻tl起經(jīng)過規(guī)定的延 遲時(shí)間d后的時(shí)刻t2。掃描條件設(shè)定部23如圖4所示，根據(jù)通過呼吸監(jiān)視器20捕獲到的 被檢體2的呼吸相位，設(shè)定為表示^示最大吸氣的吸氣水平rm下降 了規(guī)定比例、例如10%之后的吸氣水平rl的時(shí)刻t10。掃描條件設(shè)定部23如上述那樣設(shè)定掃描結(jié)束的定時(shí)。掃描條件設(shè) 定部23如圖5所示，設(shè)定為^皮檢體2的呼吸相位的l周期后的同一呼吸 相位。掃描條件設(shè)定部23如圖6所示，設(shè)定為從被檢體2的最大呼氣到 最大吸氣的呼吸相位的半周期后。掃描條件設(shè)定部23也可以根據(jù)被檢體2的呼吸波形自動(dòng)設(shè)定掃描 的開始與結(jié)束。另外，掃描條件i殳定部23也可以通過觀察在顯示裝置 15上顯示的被檢體2的呼吸波形的操作員的人工操作來設(shè)定。其次，根據(jù)圖7所示的動(dòng)作流程對(duì)如上所述構(gòu)成的裝置的動(dòng)作進(jìn)行 說明。在此，以連續(xù)動(dòng)態(tài)掃描為例進(jìn)行說明?；颊叩缺粰z體2的登記和該裝置(裝置主機(jī))的設(shè)置在步驟#1中進(jìn) 行。被檢體2被裝載在門架1內(nèi)的床上。其次，該裝置在步驟#2中，在取得被檢體2的CT圖像之前，取得 被^r體2的2維掃描圖像。取得掃描圖像是為了決定正式掃描的開始位 置以及取得CT圖像時(shí)的拍攝務(wù)fr等。被檢體2的掃描圖像的取得如下進(jìn)行。X射線管球4的位置被固定 在規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角度。床在Z方向上移動(dòng)。此時(shí)，X射線管球4將X射線 束輻射在被檢體2上。2維檢測(cè)器系統(tǒng)7感光透過了被檢體2的X射線 束，并將與該X射線束的感光量相應(yīng)的X射線束檢測(cè)信號(hào)輸出到各感光 元件的每一個(gè)上。15DAS9將從2維檢測(cè)器系統(tǒng)7輸出的各感光元件的每一個(gè)的各X射 線束檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)并放大，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。前處理裝置11校正DAS9的輸出的通道間非均勻性等，并作為投 影數(shù)據(jù)輸出。從前處理裝置11輸出的投影數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置12內(nèi)。通過主控制器13，例如掃描圖^^取得部進(jìn)行動(dòng)作，根據(jù)來自于DAS9 的各數(shù)字X射線束檢測(cè)信號(hào)取得被檢體4的2維掃描圖像。被檢體4的2維掃描圖像通過主控制器13而被顯示在顯示裝置15 上。操作員觀察在顯示裝置15上顯示的被檢體4的2維掃描圖像，人工 操作例如輸入裝置16輸入拍攝范圍。操作員人工操作例如輸入裝置16 選捧對(duì)于被檢體2的呼吸指示的模式。主控制器13在步驟#3中，設(shè)定對(duì)于,皮檢體4的拍攝范圍，在接下 來的步驟糾中，設(shè)定對(duì)于被檢體2的呼吸指示的模式。由此，呼p及促進(jìn) 機(jī)21從預(yù)先登記的多個(gè)的呼吸指示模式中選擇例如1個(gè)呼吸指示模式。接著，在進(jìn)行實(shí)際的正式掃描之前，對(duì)被檢體2進(jìn)行根據(jù)聲音指示 的有意識(shí)的呼吸練習(xí)。呼吸促進(jìn)機(jī)21在步驟#5中，首先，發(fā)出"請(qǐng)放*>"的聲音。由此， 被檢體2繼續(xù)平常的呼吸(平靜時(shí)的呼吸)。接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)盡力地吸氣"的聲音。由此，被檢體2 進(jìn)行深呼吸，進(jìn)入最大吸氣狀態(tài)。接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)盡力地呼氣，，的聲音。由此，被檢體2 盡力地呼氣，i^v最大呼氣狀態(tài)。接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)?jiān)俅伪M力地吸氣，，的聲音。由此，被 檢體2再次進(jìn)4于深呼吸，再次進(jìn)入最大吸氣狀態(tài)。接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)放松"的聲音。由此，被檢體2回復(fù) 到平常的呼吸(平靜時(shí)的呼吸)。與此同時(shí)，呼吸監(jiān)視器20在步驟#5中，捕獲依據(jù)由呼吸促進(jìn)機(jī)21 發(fā)送的基于聲音的呼吸指示進(jìn)行呼吸時(shí)的由被檢體2的呼吸產(chǎn)生的運(yùn) 動(dòng)，并輸出呼吸監(jiān)視信號(hào)。從呼吸監(jiān)視器20輸出的呼吸監(jiān)視信號(hào)存儲(chǔ)在 例如存儲(chǔ)裝置12中。與此同時(shí)，從呼PAJ^視器20輸出的呼^iL^視信號(hào)孚皮發(fā)送到顯示裝置15中，并作為例如圖2所示的呼吸波形被顯示。其次，掃描條件設(shè)定部23在步驟#6中根據(jù)在顯示裝置15上所顯示 的被檢體2的呼吸波形，與被檢體2的呼吸相位或呼吸水平相對(duì)應(yīng)地設(shè) 定正式掃描的開始與結(jié)束。具體地，掃描條件設(shè)定部23，如上迷那樣，將正式掃描開始的定時(shí)， 如圖3所示，根據(jù)通過呼吸監(jiān)視器20捕獲到的被檢體2的呼吸相位，設(shè) 定為從表示最大吸氣的時(shí)刻tl起經(jīng)過規(guī)定的延遲時(shí)間d之后的時(shí)刻t2?；蛘撸瑨呙钘l件設(shè)定部23，如上述那樣，將正式掃描開始的定時(shí)， 在圖4所示，根據(jù)通過呼吸監(jiān)視器20捕獲到的被檢體2的呼吸相位，設(shè) 定為表示從表示最大吸氣的吸氣水平rm下降規(guī)定比例、例如10%之后 的吸氣水平rl的時(shí)刻t10。掃描條件設(shè)定部23，如上述那樣，將正式掃描結(jié)束的定時(shí)，如圖5 所示，設(shè)定為自掃描開始起被檢體2的呼吸相位的1周期后的同一呼吸 相位?；蛘?，掃描條件設(shè)定部23，如上述那樣，將正式掃描結(jié)束的定時(shí)， 如圖6所示，設(shè)定為自被檢體2的最大呼氣起到最大吸氣為止的呼吸相 位的半周期后。另外，正式掃描的開始與結(jié)束的^:定也可以通過掃描條件設(shè)定部23 自動(dòng)地進(jìn)行。正式掃描的開始與結(jié)束的設(shè)定也可以通過觀察在顯示裝置 15上所顯示的被檢體2的呼吸波形的操作員的人工操作來設(shè)定。另外， 正式掃描的開始與結(jié)束的各定時(shí)的設(shè)定也可以在互不相同的定時(shí)下設(shè)定鄉(xiāng)+。掃描條件控制部22按照由掃描條件設(shè)定部23 "i免定了的正式掃描開 始的定時(shí)與結(jié)束定時(shí)，與被檢體2的呼吸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)地控制正式 掃描的定時(shí)。重建裝置17以重建通過掃描控制部22的定時(shí)控制取得的 被檢體2的體數(shù)據(jù)，取得期望的呼吸相位的3維圖像的方式被設(shè)定。接下來，主控制器13在步驟#7中，向呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出對(duì)被檢體 2再次發(fā)出與有意識(shí)的呼吸練習(xí)相同的呼吸指示模式的聲音指示的指 令。主控制器13將從呼 視器20輸出的呼吸監(jiān)視信號(hào)顯示在顯示裝置15上。呼吸促進(jìn)機(jī)21在正式掃描中，首先，發(fā)出"請(qǐng)放松，，的聲音。由此， 被檢體2繼續(xù)平常的呼吸(平靜時(shí)的呼吸)。接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)盡力地吸氣，，的聲音。由此，被檢體2 進(jìn)4亍深呼吸，進(jìn)入最大吸氣狀態(tài)。接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)盡力地呼氣，，的聲音。由此，被檢體2 盡力地呼氣，進(jìn)入最大呼氣狀態(tài)。接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)?jiān)俅伪M力地吸氣"的聲音。由此，被 檢體2再次進(jìn)行深呼吸，再次進(jìn)入最大吸氣狀態(tài)。接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)放松，，的聲音。由此，被檢體2回復(fù) 到平常的呼吸(平靜時(shí)的呼吸)。與此同時(shí)，呼- _視器20捕獲根據(jù)由呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出的基于聲 音的呼吸指示進(jìn)^f亍呼吸時(shí)的由^皮檢體2的呼吸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)，并輸出呼吸 監(jiān)碎見信號(hào)。從呼吸監(jiān)視器20輸出的呼吸監(jiān)視信號(hào)存儲(chǔ)在例如存儲(chǔ)裝置 12中。與此同時(shí)，呼吸監(jiān)^f見信號(hào)被發(fā)送到顯示裝置15上，并作為例如 圖2所示那樣的呼吸波形^皮顯示。主控制器13在該步驟#7中，經(jīng)由數(shù)據(jù)、控制總線14向高電壓發(fā)生 裝置6、座驅(qū)動(dòng)部8等發(fā)出執(zhí)行正式掃描的指令，以使得例如如圖3所 示根據(jù)由呼吸監(jiān)視器20捕獲到的被檢體2的呼吸相位從表示最大吸氣的 時(shí)刻tl起經(jīng)過規(guī)定的延遲時(shí)間d之后的時(shí)刻t2起開始正式掃描?；蛘?，主控制器13在該步驟#7中，經(jīng)由數(shù)據(jù)、控制總線14向高電 壓發(fā)生裝置6、座驅(qū)動(dòng)部8等發(fā)出執(zhí)行正式掃描的指令，以使得如圖4 所示根據(jù)由呼吸監(jiān)視器20捕獲到的被檢體2的呼吸相位，在表示M示 最大吸氣的吸氣水平rm下降規(guī)定比例、例如10%之后的吸氣水平rl的 時(shí)刻tlO起開始正式掃描。然而，在被檢體2根據(jù)呼吸指示模式的聲音指示有意識(shí)地進(jìn)行呼吸 的狀態(tài)下，X射線管球4與2維檢測(cè)器系統(tǒng)7從例如圖3所示的時(shí)刻t2 或圖4所示的時(shí)刻t10開始大致以被檢體2為中心連續(xù)地旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。在正式掃描中，從X射線管球4放射出的X射線束透過被檢體218被2維檢測(cè)器系統(tǒng)7檢測(cè)。DAS9與上述同樣將2維檢測(cè)器系統(tǒng)7的各 通道的輸出轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)進(jìn)行;改大，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。前處理裝置 11校正DAS9的輸出的通道間非均勻性等。由前處理裝置11進(jìn)行前處 理后的投影數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置12中。當(dāng)執(zhí)行正式掃描，成為例如圖5所示的被檢體2的呼p及相位的1周 期后的同一呼吸相位時(shí)，主控制器13為了結(jié)束正式掃描，經(jīng)由數(shù)據(jù)、控 制總線14向高電壓發(fā)生裝置6、座驅(qū)動(dòng)部8等發(fā)出正式掃描結(jié)束的指令。或者、當(dāng)執(zhí)行正式掃描，成為例如圖6所示的從被檢體2的最大呼 氣到最大吸氣為止的呼吸相位的半周期后時(shí)，主控制器13為了結(jié)束正式 掃描，經(jīng)由數(shù)據(jù)、控制總線向高電壓發(fā)生裝置6、座驅(qū)動(dòng)部8等發(fā)出正 式掃描結(jié)束的指令。接著，重建裝置17在步驟#8中，例如在正式掃描中，根據(jù)通過前 處理裝置11進(jìn)行前處理后的投影數(shù)據(jù)，重建被檢體2的例如3D圖像數(shù) 據(jù)或4D圖像數(shù)據(jù)等CT圖像。該情況下，重建裝置17對(duì)于通過掃描條 件設(shè)定部23設(shè)定的正式掃描開始的定時(shí)與結(jié)束定時(shí)，例如對(duì)圖5所示， 從表示被檢體2的最大吸氣的時(shí)刻tl經(jīng)過規(guī)定的延遲時(shí)間d之后的時(shí)刻 t2起開始正式掃描，從該掃描開始時(shí)刻t2起到變?yōu)楸粰z體2的呼吸相位 的1周期后的同一呼吸相位時(shí)為止收集到的投影數(shù)據(jù)進(jìn)^f于重建，并取得 期望的呼吸相位的3維圖像。接著，主控制器13在步驟#9中，將由重建裝置17取得的被檢體2 的期望的呼吸相位下的3維圖Y象顯示在顯示裝置15上。接著，主控制器13在步驟#10中，判斷是否有重建的重試選擇。其 判斷結(jié)果，如果有重建的重試選擇，主控制器13將轉(zhuǎn)移到步驟#11中， 追加圖像重建的定時(shí)。接著，主控制器13返回步驟#8中，再次通過重建裝置17執(zhí)行圖像 重建。如果沒有重建的重試選擇，主控制器13將結(jié)束檢查。這樣根據(jù)上述第1實(shí)施方式，利用呼吸促進(jìn)機(jī)21對(duì)被檢體2通過 聲音發(fā)出"請(qǐng)放松"、"請(qǐng)盡力地吸氣"、"請(qǐng)盡力地呼氣"、"請(qǐng)?jiān)俅伪M力地 吸氣"、"請(qǐng)放松"，有意識(shí)地促使進(jìn)行不同深度的呼吸，此時(shí)X射線管19球4與2維檢測(cè)器系統(tǒng)7大致以被檢體2為中心連續(xù)地旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，進(jìn)行 連續(xù)動(dòng)態(tài)掃描，收集投影數(shù)據(jù)。并不只限于^f皮檢體2的平靜時(shí)的呼吸，也可以收集被檢體2進(jìn)行例 如從最大呼氣到最大吸氣的范圍的呼吸時(shí)的投影數(shù)據(jù)。通過重建投影數(shù) 據(jù)，例如在平靜時(shí)的呼吸水平下因其他部位的遮掩而觀察不到的部位， 例如腫瘤部位等在最大呼氣或最大吸氣時(shí)顯現(xiàn)，能夠觀察其部位的CT 圖像。因此，可以實(shí)現(xiàn)被檢體2有意識(shí)地進(jìn)行深呼吸時(shí)的運(yùn)動(dòng)、例如基于 從最大呼氣到最大吸氣間的運(yùn)動(dòng)的診斷功能解析等。由此，對(duì)于無再現(xiàn) 性的呼吸也能夠在任意呼吸相位上收集投影數(shù)據(jù)，并通過重建該投影數(shù) 據(jù)可以取得CT圖像。其次，參照

本發(fā)明的第2實(shí)施方式。另外，在本實(shí)施方式 中，錐束X射線CT裝置的結(jié)構(gòu)與圖l相同，因此省略其詳細(xì)說明。本實(shí)施方式對(duì)在由錐束X射線CT裝置重復(fù)進(jìn)行單次掃描的情況進(jìn) 行說明。在上述第1實(shí)施方式的連續(xù)動(dòng)態(tài)掃描中，被檢體2的呼吸速率 低，并且在很多呼吸相位上不需要CT圖像的情況下，進(jìn)行額外的正式 掃描，對(duì)于凈皮檢體2的X射線束的被輻射量增多。因此，本實(shí)施方式對(duì)改變呼p及相位通過錐束X射線CT裝置重復(fù)進(jìn) 行單次掃描的情況進(jìn)行說明。本實(shí)施方式也與上述第1實(shí)施方式一樣，呼吸促進(jìn)才幾21在X射線 束的掃描前與掃描中，分別對(duì)被檢體2通過聲音發(fā)出"請(qǐng)》文松"、"請(qǐng)盡力 地吸氣"、"請(qǐng)盡力地呼氣"、"請(qǐng)?jiān)俅伪M力地吸氣"、"請(qǐng)》Jb松"，促使作為 不同深度的呼吸。掃描條件設(shè)定部23根據(jù)在顯示裝置15上所顯示的被檢體2的呼吸 波形，與一皮檢體2的呼吸相位或呼吸水平相對(duì)應(yīng)地設(shè)定掃描時(shí)間與掃描 開始時(shí)刻。掃描條件設(shè)定部23也可以根據(jù)被檢體2的呼吸波形自動(dòng)地設(shè) 定掃描時(shí)間與掃描開始時(shí)刻。另外，掃描條件^:定部23可以通過觀察在 顯示裝置15上所顯示的凈皮檢體2的呼吸波形的操作員的人工操作來設(shè) 定。掃描時(shí)間可以從半掃描與全掃描中來選擇。20對(duì)于祐:^r體2的掃描的開始定時(shí)具有與上述第1實(shí)施方式相同地作 為以時(shí)間經(jīng)過為指標(biāo)的方法而指定^皮檢體2的呼吸相位的第1種方法以 及作為以呼吸的深度為指標(biāo)的方法而指定被檢體2的呼吸水平的第2種 方法。掃描的開始定時(shí)能夠設(shè)定多個(gè)定時(shí)。指定被檢體2的呼吸相位的 第1種方法如上述圖3所示，根據(jù)通過呼吸監(jiān)視器20捕獲到的被檢體2 的呼吸相位，設(shè)定為^示最大吸氣的時(shí)刻tl經(jīng)過規(guī)定的延遲時(shí)間d之 后的時(shí)刻t2。作為以呼吸深度為指標(biāo)的方法，指定被檢體2的呼吸水平的指定方 法如上述圖4所示，根據(jù)通過呼吸監(jiān)視器20捕獲到的被檢體2的呼吸相 位，設(shè)定為表示M示最大吸氣的吸氣水平rm下降規(guī)定比例、例如10% 之后的吸氣水平rl的時(shí)刻t10。圖8以及圖9表示在被檢體2的最大吸氣、最大呼氣、最大吸氣與 最大呼氣中間的呼吸波形上升與下降的4個(gè)定時(shí)中收集投影數(shù)據(jù)的一個(gè) 例子。圖8表示相對(duì)于掃描時(shí)間呼吸周期長(zhǎng)時(shí)的投影數(shù)據(jù)的收集定時(shí)。 該圖表示在呼吸波形的1周期中可以收集例如4個(gè)呼吸相位的投影數(shù)據(jù)。 圖9表示相對(duì)于掃描時(shí)間呼吸周期短時(shí)的投影數(shù)據(jù)的收集定時(shí)。該圖表 示可以收集在多個(gè)周期呼吸中設(shè)為目的的相位的投影數(shù)據(jù)。其次，才艮據(jù)圖IO所示的動(dòng)作流程說明上述所述構(gòu)成的裝置的動(dòng)作。 在此，以單次掃描為例。患者等被檢體2的登記和該裝置的設(shè)置在步驟#1中進(jìn)行。在此，被 檢體2被裝栽在門架1內(nèi)的床上。其次，該裝置在步驟#12中，與上述同樣在取得^皮檢體2的CT圖 像之前取得被檢體2的2維掃描圖^f象。取得掃描圖像是為了決定正式掃 描的開始位置以及取得CT圖像時(shí)的拍攝條件等。掃描圖4象通過主控制器13 >^皮顯示在顯示裝置15上。操作員觀察在 顯示裝置15上所顯示的被檢體2的2維掃描圖像，人工操作例如輸入裝 置16來輸入拍攝范圍。操作員人工操作例如輸入裝置16來選擇對(duì)于被 檢體2的呼吸指示的模式。主控制器13在步驟#13中，設(shè)定對(duì)被檢體2 的拍4聶范圍。接著，主控制器13在步驟#14中設(shè)定對(duì)于被檢體2的呼吸指示的模式。接著，在進(jìn)行實(shí)際的正式掃描前，對(duì)被檢體2進(jìn)行基于聲音指示的 有意識(shí)的呼吸的練習(xí)。呼吸促進(jìn)機(jī)21在步驟#15中，首先發(fā)出"請(qǐng)放松，， 的聲音。由此，被檢體2繼續(xù)平常的呼吸(平靜時(shí)的呼吸)。接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)盡力地吸氣"的聲音。由此，被檢體2 進(jìn)行深呼吸，進(jìn)入最大吸氣狀態(tài)。接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)盡力地呼氣"的聲音。由此，被檢體2 盡力地呼氣，進(jìn)入最大呼氣狀態(tài)。接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)?jiān)俅伪M力地吸氣"的聲音。由此，被 檢體2再次進(jìn)行深呼吸，再次進(jìn)入最大吸氣狀態(tài)。接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)放松"的聲音。由此，被檢體2回復(fù) 到平常的呼吸(平靜時(shí)的呼吸)。與此同時(shí)，呼吸監(jiān)視器20在該步驟#15中，捕獲根據(jù)由呼吸促進(jìn)機(jī) 21發(fā)出的基于聲音的呼吸指示進(jìn)行呼吸時(shí)的由被檢體2的呼吸產(chǎn)生的運(yùn) 動(dòng)，輸出呼pAJi視信號(hào)。從呼吸監(jiān)視器20輸出的呼吸監(jiān)視信號(hào)被存儲(chǔ)在 例如存儲(chǔ)裝置12中。與此同時(shí)，從呼吸監(jiān)視器20輸出的呼PAJ&視信號(hào) ^J^送到顯示裝置15上，作為例如如圖2所示那樣的呼吸波形被顯示出 來。接著，掃描條件設(shè)定部23在步驟#16中，根據(jù)在顯示裝置15上所 顯示的被檢體2的呼吸波形，與被檢體2的呼吸相位或呼吸水平相對(duì)應(yīng) 地設(shè)定正式掃描的掃描時(shí)間與掃描開始時(shí)刻。正式掃描的掃描時(shí)間與掃 描開始時(shí)刻的設(shè)定也可以通過掃描條件設(shè)定部23自動(dòng)地設(shè)定。另夕卜，正 式掃描的掃描時(shí)間與掃描開始時(shí)刻的設(shè)定也可以通過觀察在顯示裝置 15上所顯示的被檢體2的呼吸波形的操作員的人工操作進(jìn)行設(shè)定。時(shí)間與掃描的開始時(shí)刻，與由被檢體2的呼吸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)地控制 正式掃描的定時(shí)。通過該定時(shí)控制取得被檢體2的體數(shù)據(jù)。重建裝置17 以重建,皮檢體2的體數(shù)據(jù)，取得期望的呼吸相位的3維圖像的方式被設(shè)定。接著，主控制器13在步驟#17中，對(duì)呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出對(duì)被檢體 2再次發(fā)出與有意識(shí)的呼吸練習(xí)相同的呼吸指示模式的聲音指示的指 令，并且將從呼吸監(jiān)視器20輸出的呼 視信號(hào)顯示在顯示裝置15上。呼吸促進(jìn)機(jī)21在正式掃描中，首先，發(fā)出"請(qǐng)放松"的聲音。由此， 被檢體2繼續(xù)平常的呼吸(平靜時(shí)的呼吸)。接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)盡力地吸氣"的聲音。由此，被檢體2 進(jìn)行深呼吸，進(jìn)入最大吸氣狀態(tài)。接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)盡力地呼氣，，的聲音。由此，被檢體2 盡力地呼氣，進(jìn)入最大呼氣狀態(tài)。接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)?jiān)俅伪M力地吸氣"的聲音。由此，被 檢體2再次進(jìn)行深呼吸，再次^最大吸氣狀態(tài)。接著，呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出"請(qǐng)放松，，的聲音。由此，被檢體2回復(fù) 到平常的呼吸(平靜時(shí)的呼吸)。與此同時(shí)，呼吸監(jiān)視器20捕獲才艮據(jù)從呼吸促進(jìn)機(jī)21發(fā)出的基于聲 音的呼吸指示進(jìn)行呼吸時(shí)的由被檢體2的呼吸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)，輸出呼吸監(jiān) 視信號(hào)。從呼吸監(jiān)視器20輸出的呼吸監(jiān)視信號(hào)被存儲(chǔ)在例如存儲(chǔ)裝置 12內(nèi)。與此同時(shí)，從呼吸監(jiān)視器20輸出的呼PiU&視信號(hào)將凈嫂送到顯 示裝置15上，并作為例如圖2所示那樣的呼吸波形^皮顯示。主控制器13在該步驟#17中，經(jīng)由數(shù)據(jù)、控制總線14向高電壓發(fā) 生裝置6、座驅(qū)動(dòng)部8等發(fā)出正式掃描執(zhí)行的指令，以4吏得根據(jù)與由掃 描條件設(shè)定部23設(shè)定的被檢體2的呼吸相位或呼吸水平相對(duì)應(yīng)的正式掃 描的掃描時(shí)間與掃描開始時(shí)刻，開始正式掃描。在被檢體2根據(jù)呼吸指示的模式的聲音指示有意識(shí)地進(jìn)行呼吸的狀 態(tài)下，X射線管球4與2維檢測(cè)器系統(tǒng)7將大致以被檢體2為中心進(jìn)行 連續(xù)地旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。在單次掃描中，從X射線管球4放射的X射線束透過 被檢體2 ，被2維檢測(cè)器系統(tǒng)7所檢測(cè)。DAS9與上述同樣地將2維檢測(cè)器系統(tǒng)7的各通道的輸出轉(zhuǎn)換為電 壓信號(hào)并放大，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。前處理裝置11校正DAS9的輸出23的通道間非均勻性等。由前處理裝置11進(jìn)行了前處理后的投影數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置12中。例如如圖8所示在相對(duì)于掃描時(shí)間，呼吸周期長(zhǎng)的情況下，在呼吸 波形的1周期中收集例如4個(gè)呼吸相位的投影數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置12 中。另外，如圖9所示在相對(duì)于掃描時(shí)間，呼吸周期短的情況下，收集 在多個(gè)周期的呼吸中設(shè)為目的的相位的投影數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置12 中。接著，重建裝置17在步驟#18中，例如在單次掃描中根據(jù)由前處理 裝置11進(jìn)行了前處理后的投影數(shù)據(jù)，重建被檢體2的1個(gè)剖面的3D圖 像數(shù)據(jù)或4D圖像數(shù)據(jù)等CT圖像。該情況下，重建裝置17重建在由掃 描條件設(shè)定部23設(shè)定的單次掃描中所收集到的投影數(shù)據(jù)，取得期望的呼 吸相位的3維圖像。接著，主控制器13在步驟#19中，將由重建裝置17取得的被檢體 2的期望的呼吸相位下的3維圖像顯示在顯示裝置15上。接著，主控制器13在步驟#20中，判斷是否有追加的掃描的選擇。 其判斷結(jié)果，如果有追加的掃描的選擇，則主控制器13將轉(zhuǎn)移到步驟#21 中進(jìn)行掃描定時(shí)的追加并返回到步驟#18中。如果沒有追加的掃描的選 擇，主控制器結(jié)束檢查。這樣根據(jù)上述第2實(shí)施方式，通過呼吸促進(jìn)機(jī)21對(duì)被檢體2利用 聲音發(fā)出"請(qǐng)放松"、"請(qǐng)盡力地吸氣"、"請(qǐng)盡力地呼氣"、"請(qǐng)?jiān)俅伪M力地 吸氣，，、"請(qǐng)放松"，有意識(shí)地促使不同深度的呼吸，此時(shí)，X射線管球 4與2維檢測(cè)器系統(tǒng)7大致以被檢體2為中心旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，進(jìn)行單次掃描， 收集投影數(shù)據(jù)。并不只限于被檢體2的平靜時(shí)的呼吸，也可以收集被檢體2進(jìn)行從 例如最大呼氣到最大吸氣的范圍的呼吸時(shí)的投影數(shù)據(jù)。通過重建投影數(shù) 據(jù)，例如在平靜時(shí)的呼吸水平下因其他部位的遮掩而觀察不到的部位在 進(jìn)行最大呼氣或最大吸氣時(shí)呈現(xiàn)，并能夠觀察其部位的CT圖像。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)基于被檢體2有意識(shí)地進(jìn)行深呼吸時(shí)的運(yùn)動(dòng)、例如從最大呼氣到最大吸氣間的運(yùn)動(dòng)的診斷功能解析等。由此，對(duì)于無再現(xiàn) 性的呼吸在任意的呼吸相位上都可以收集投影數(shù)據(jù)。通過重建投影數(shù)據(jù)可以取得CT圖像。例如，在相對(duì)于掃描時(shí)間，呼吸周期長(zhǎng)的情況下，如圖8所示，在 呼吸波形的1周期中可以收集例如4個(gè)呼吸相位的投影數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)于 存儲(chǔ)裝置12中。另外，相對(duì)于掃描時(shí)間，呼吸周期短的情況下，如圖9所示，收集 在多個(gè)周期的呼吸中設(shè)為目的的相位的投影數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置12 中。由此，在,皮檢體2的呼吸波形的l周期中能夠收集互不相同的多個(gè) 呼吸相位的投影數(shù)據(jù)。如果選定掃描時(shí)間以及掃描開始時(shí)刻并加以設(shè)定 的話，則可以在任意的呼吸相位上收集投影數(shù)據(jù)。另外，本發(fā)明并不只限于上述實(shí)施方式的自身，在實(shí)施階段，在不 脫離其宗旨的范圍內(nèi)可以對(duì)構(gòu)成要素進(jìn)行變形并具體化。另外，通過適 當(dāng)?shù)亟M合上述實(shí)施方式所公開的多個(gè)構(gòu)成要素，能夠形成各種發(fā)明。例 如，也可以從實(shí)施方式所示的全部構(gòu)成要素中刪除幾個(gè)構(gòu)成要素，進(jìn)而 也可以適當(dāng)?shù)亟M合不同的實(shí)施方式中的構(gòu)成要素。上述第1實(shí)施方式針對(duì)應(yīng)用于連續(xù)動(dòng)態(tài)掃描的情況進(jìn)行了說明。上 述第2實(shí)施方式針對(duì)應(yīng)用于單次掃描的情況進(jìn)行了說明。并不限于此， 該裝置也可以使主控制器13具有選擇連續(xù)動(dòng)態(tài)掃描或單次掃描中的某一種掃描^t式的判斷功能。主控制器13例如如圖11所示在步驟#30中， 選捧連續(xù)動(dòng)態(tài)掃描或單次掃描中的某一種掃描模式。關(guān)于連續(xù)動(dòng)態(tài)掃描或單次掃描中的某一種掃描模式的設(shè)定，設(shè)置例 如掃描模式開關(guān)，該掃描才莫式開關(guān)通過例如操作員的人工操作設(shè)定為連 續(xù)動(dòng)態(tài)掃描或單次掃描中的某一種掃描模式。主控制器13判斷掃描4莫式 開關(guān)^皮設(shè)定為連續(xù)動(dòng)態(tài)掃描或單次掃描中的哪一種掃描才莫式。另外，連 續(xù)動(dòng)態(tài)掃描側(cè)的動(dòng)作流程與圖7所示的動(dòng)作流程相同。單次掃描側(cè)的動(dòng) 作流程與圖10所示的動(dòng)作流程相同。該裝置并不只限于放射角錐形的X射線束的錐束X射線CT裝置，25也可以應(yīng)用于多層切片X射線CT。多層切片X射線CT具有放射圓錐 形的X射線束的X射線源以及以在Z軸方向?qū)⒍鄠€(gè)M的扇束用檢測(cè)列 堆起N列的方式在圓筒面上排列了多個(gè)檢測(cè)元件的2維檢測(cè)器?；诼曇舻暮粑甘静⒉恢幌抻?請(qǐng)放松"、"請(qǐng)盡力地吸氣"、"請(qǐng) 盡力地呼氣"、"請(qǐng)?jiān)俅伪M力地吸氣"、"請(qǐng)放術(shù)>",還可以包括其他呼吸指 示，例如"請(qǐng)停止呼吸"等。基于聲音的呼吸指示也可以設(shè)為類似例如"請(qǐng) 輕微吸氣"、"請(qǐng)輕微呼氣"那樣表示呼吸深度的程度的內(nèi)容。正式掃描開始的定時(shí)例如圖12所示，檢測(cè)呼p足籃視器20捕獲到的 被檢體2的呼吸波形的變化，并將被檢體2的呼吸波形例如由向上變化 變成了向下變化了的時(shí)間點(diǎn)t20判定為最大吸氣，并在從該時(shí)間點(diǎn)t20 經(jīng)過規(guī)定的延遲時(shí)間d之后的時(shí)刻t21起開始掃描。正式掃描開始的定時(shí)例如也可以檢測(cè)由呼吸監(jiān)視器20捕獲到的被 檢體2的呼吸波形的變化，并將#1檢體2的呼吸波形例如由向下變化變 成了向上變化了的時(shí)間點(diǎn)t20判定為最大呼氣，在由該時(shí)間點(diǎn)t20經(jīng)過 規(guī)定的延遲時(shí)間d后開始掃描。
權(quán)利要求
1.一種X射線CT裝置，其特征在于，包括對(duì)被檢體照射從X射線源放射的角錐形的X射線束的X射線發(fā)生部；形成為2維平面狀，檢測(cè)透過了上述被檢體的上述X射線束的2維檢測(cè)器；由上述2維檢測(cè)器進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，取得上述被檢體的體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)取得部；促使上述被檢體進(jìn)行至少不同深度的呼吸的呼吸促進(jìn)機(jī)；捕獲由上述被檢體的呼吸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)的呼吸監(jiān)視器；與由上述呼吸監(jiān)視器捕獲到的由上述被檢體的呼吸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)地，控制上述X射線束對(duì)于上述被檢體的照射的定時(shí)的掃描控制部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于 上述呼吸促進(jìn)機(jī)通過聲音促使進(jìn)行上述至少不同深度的呼吸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于 上述呼吸促進(jìn)機(jī)通過聲音促使至少進(jìn)行深呼吸、放松呼吸、盡力吸氣、盡力呼氣。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于 上述呼吸促進(jìn)機(jī)在上述X射線束的照射前與照射中，分別促使進(jìn)行上述至少不同深度的呼吸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于 上述掃描控制部與通過上述呼吸監(jiān)視器捕獲到的上述被檢體的呼吸相位或呼吸水平對(duì)應(yīng)地，控制上述照射的開始與結(jié)束的各定時(shí)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的X射線CT裝置，其特征在于 上述掃描控制部根據(jù)通過上述呼吸監(jiān)視器捕獲到的上述被檢體的上述呼吸相位，至少?gòu)谋硎咀畲笪鼩獾臅r(shí)間點(diǎn)起經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后開 始上述照射。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的X射線CT裝置，其特征在于上述掃描控制部根據(jù)通過上述呼吸監(jiān)視器捕獲到的上述被檢體 的上述呼吸相位，至少?gòu)谋硎颈缺硎咀畲笪鼩獾奈鼩馑较陆盗艘?guī)定 比例的上述吸氣水平的時(shí)間點(diǎn)起開始上述照射。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的X射線CT裝置，其特征在于 上述掃描控制部開始上述照射之后到至少上述呼吸相位的半周期或l周期后結(jié)束上述照射。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線CT裝置，其特征在于 上述掃描控制部開始上述照射之后到至少上述呼吸相位的半周期或1周期后結(jié)束上迷照射。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的X射線CT裝置，其特征在于，還包括將通過上述呼吸監(jiān)視器捕獲到的由上述被檢體的呼吸產(chǎn)生的運(yùn) 動(dòng)作為呼吸波形進(jìn)行顯示的顯示部；根據(jù)在上述顯示部所顯示的上述被檢體的呼吸波形，與上述被檢 體的呼吸相位或呼吸水平對(duì)應(yīng)地設(shè)定上述照射的開始與結(jié)束的掃描 條件設(shè)定部，上述掃描控制部與通過上述掃描條件設(shè)定部所設(shè)定的上述被檢 體的呼吸相位或呼吸水平對(duì)應(yīng)地控制上述照射的開始與結(jié)束的各定 時(shí)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線CT裝置，其特征在于，還包括將通過上述呼吸監(jiān)視器捕獲到的由上述被檢體的呼吸產(chǎn)生的運(yùn) 動(dòng)作為呼吸波形進(jìn)行顯示的顯示部；根據(jù)在上述顯示部所顯示的上述被檢體的呼吸波形，與上述被檢 體的呼吸相位或呼吸水平對(duì)應(yīng)地設(shè)定上述照射的開始與結(jié)束的掃描 條件設(shè)定部，上述掃描控制部與通過上述掃描條件設(shè)定部所設(shè)定的上述被檢 體的呼吸相位或呼吸水平對(duì)應(yīng)地控制上述照射的開始與結(jié)束的各定時(shí)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的X射線CT裝置，其特征在于 在對(duì)于上述被檢體的上述照射重復(fù)單次掃描的情況下，上述掃描控制部與通過上述呼吸監(jiān)視器捕獲到的上述被檢體的上述呼吸相位 或上述呼吸水平對(duì)應(yīng)地進(jìn)行上述單次掃描，上述數(shù)據(jù)取得部由上述2維檢測(cè)器進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，取得上述被檢 體中的期望的呼吸相位的上述體數(shù)據(jù)。
13. —種X射線CT裝置的掃描控制方法，其特征在于 通過呼吸促進(jìn)機(jī)促使被檢體進(jìn)行至少不同深度的呼吸， 通過呼吸監(jiān)視器捕獲由呼吸促進(jìn)機(jī)促使至少不同深度的呼吸時(shí)的由被檢體的呼吸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)，通過掃描控制部與通過呼吸監(jiān)視器捕獲到的由被檢體的呼吸產(chǎn) 生的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)地，控制對(duì)被檢體照射從X射線源放射出的角錐形的X 射線束時(shí)的定時(shí)，通過形成為2維平面狀的2維檢測(cè)器，檢測(cè)透過了被檢體的X 射線束，通過2維檢測(cè)器進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，利用數(shù)據(jù)取得部取得被檢體的體數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種X射線CT裝置，促使被檢體進(jìn)行至少不同深度的呼吸，捕獲由被檢體的呼吸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)，與捕獲到的由被檢體的呼吸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)地控制對(duì)被檢體進(jìn)行掃描時(shí)的定時(shí)，將透過了被檢體的X射線束通過形成為2維平面狀的2維檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，并由2維檢測(cè)器進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，取得被檢體的體數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)A61B6/03GK101653363SQ200910165970
公開日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月20日
發(fā)明者奧村美和, 齊藤泰男 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝;東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社