專利名稱：X射線計算機斷層攝影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施方式涉及X射線計算機斷層攝影裝置。
背景技術(shù)：
X射線計算機斷層攝影裝置，將X射線管到達了特定的旋轉(zhuǎn)角度為觸發(fā)，執(zhí)行開始收集投影數(shù)據(jù)的軌道同步掃描。從而，當(dāng)管電流、頂板速度等收集條件相同時，能夠從同一旋轉(zhuǎn)角度開始收集投影數(shù)據(jù)，但收集條件不同時，會從不同的旋轉(zhuǎn)角度開始收集投影數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻I :日本特開平06-78916號公報

發(fā)明內(nèi)容
目的在于，提供一種能夠從任意的頂板位置或旋轉(zhuǎn)角度開始收集投影數(shù)據(jù)的X射線計算機斷層攝影裝置。本實施方式涉及的X射線計算機斷層攝影裝置具備X射線管，發(fā)生X射線；檢測器，檢測從上述X射線管發(fā)生、透過被檢體的X射線；第I支承機構(gòu)，可旋轉(zhuǎn)地支承上述X射線管與上述檢測器；第I驅(qū)動部，為了使上述X射線管與上述檢測器繞上述被檢體旋轉(zhuǎn)而驅(qū)動上述第I支承機構(gòu)；頂板，載置上述被檢體；第2支承機構(gòu)，可移動地指示上述頂板；第2驅(qū)動部，為了使上述頂板移動而驅(qū)動上述第2支承機構(gòu)；收集部，經(jīng)由檢測器收集與上述被檢體相關(guān)的投影數(shù)據(jù)；位置決定部，按照來自用戶的指示決定基于上述收集部的投影數(shù)據(jù)的收集開始預(yù)定時刻的上述頂板的位置；第I角度決定部，按照來自用戶的指示決定上述收集開始預(yù)定時刻的上述X射線管的第I旋轉(zhuǎn)角度；第2角度決定部，根據(jù)上述決定的第I旋轉(zhuǎn)角度、與從上述頂板的移動開始預(yù)定時刻到上述收集開始預(yù)定時刻的時間間隔，決定上述移動開始預(yù)定時刻的上述X射線管的第2旋轉(zhuǎn)角度；控制部，為了使上述X射線管繞上述被檢體旋轉(zhuǎn)而控制上述第I驅(qū)動部，并以上述X射線管到達了上述決定的第2旋轉(zhuǎn)角度為契機，控制上述第2驅(qū)動部以便上述頂板開始移動，并以上述頂板到達了上述決定的頂板的位置為契機，控制上述收集部以便開始收集投影數(shù)據(jù)。能夠提供一種能夠從任意的頂板位置或旋轉(zhuǎn)角度開始收集投影數(shù)據(jù)的X射線計算機斷層攝影裝置。


圖I是表示第I實施方式涉及的X射線計算機斷層攝影裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示用于針對基于圖I的X射線計算機斷層攝影裝置的螺旋掃描的前階段中的動作例進行說明的圖。圖3是表示用于說明基于圖I的移動開始角度決定部的移動開始角度的決定處理的圖。圖4是用于針對基于圖I的X射線計算機斷層攝影裝置的螺旋掃描執(zhí)行時的動作例進行說明的圖。圖5是表示第2實施方式涉及的X射線計算機斷層攝影裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖6是用于針對基于圖5的X射線計算機斷層攝影裝置的常規(guī)掃描的前階段的動作例進行說明的圖。圖7是用于針對基于圖5的X射線計算機斷層攝影裝置的常規(guī)掃描執(zhí)行時的動作例進行說明的圖。圖8是表示本實施方式的變形例涉及的X射線計算機斷層攝影裝置的結(jié)構(gòu)的圖。(符號說明)I :X射線計算機斷層攝影裝置；3 :臺架；5 :控制臺；11 :旋轉(zhuǎn)架；13 :X射線管；15 X射線檢測器；17 :旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部；19 :高電壓發(fā)生部；21 :數(shù)據(jù)收集電路；23 :旋轉(zhuǎn)角度檢測部；25 :頂板；26 :頂板支承機構(gòu)；27 :頂板移動部；28 :頂板位置檢測部；31 :輸入部；33 :前處理部；35 :重建部；37 :圖像處理部；39 :收集開始角度決定部；41 :輻射開始角度決定部；43 :收集開始位直決定部；45 :移動開始角度決定部；47 :掃描控制部；49 :顯不部；51 :丨呆作部；53 :存儲部；55 :系統(tǒng)控制部。
具體實施例方式以下，參照

本實施方式涉及的X射線計算機斷層攝影裝置。另外，在通過X射線計算機斷層攝影裝置利用的掃描方式中存在常規(guī)掃描與螺旋掃描。常規(guī)掃描沒有伴隨頂板的移動，從而X射線管對于被檢體畫出圓形軌道。螺旋掃描伴隨頂板的移動，X射線管對于被檢體畫出螺旋軌道。但是，在常規(guī)掃描與螺旋掃描中，X射線計算機斷層攝影裝置的結(jié)構(gòu)一部分不同。以下，在第I實施方式中，針對執(zhí)行螺旋掃描的X射線計算機斷層攝影裝置進行說明，在第2實施方式中，針對執(zhí)行常規(guī)掃描的X射線計算機斷層攝影裝置進行說明。[第I實施方式]圖I是表示第I實施方式涉及的X射線計算機斷層攝影裝置I的結(jié)構(gòu)的圖。如圖I所示，X射線計算機斷層攝影裝置I具備臺架3與控制臺5。臺架3搭載圓環(huán)或圓板狀的旋轉(zhuǎn)架11。旋轉(zhuǎn)架11支承X射線管13與X射線檢測器15并使其繞被檢體P旋轉(zhuǎn)。在信號以及電力傳送中使用滑環(huán)機構(gòu)(未圖示)。具體而言，旋轉(zhuǎn)架11與臺架3的固定部經(jīng)由滑環(huán)機構(gòu)的刷子(未圖示)電連接。X射線檢測器15隔著攝影區(qū)域與X射線管13對置。固定部與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部17電連接。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部17按照控制臺5內(nèi)的基于掃描控制部47的控制使旋轉(zhuǎn)架11繞旋轉(zhuǎn)軸Z旋轉(zhuǎn)，并使X射線管13與X射線檢測器15繞被檢體P旋轉(zhuǎn)。另外，Z軸被規(guī)定為旋轉(zhuǎn)架11的旋轉(zhuǎn)軸。Y軸被規(guī)定為連結(jié)X射線管13的X射線焦點與X射線檢測器15的X射線檢測面的中心的軸。Y軸與Z軸正交。X軸被規(guī)定為與Y軸和Z軸正交的軸。這樣，XYZ垂直坐標(biāo)系構(gòu)成與X射線管13的旋轉(zhuǎn)一起旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。X射線管13與高電壓發(fā)生部19電連接。X射線管13從高電壓發(fā)生部19接受高電壓的施加來發(fā)生X射線。高電壓發(fā)生部19按照掃描控制部47的控制對X射線管13施加高電壓。
X射線檢測器15檢測從X射線管13發(fā)生并透過被檢體P的X射線。并且，X射線檢測器15發(fā)生與檢測到的X射線的射線量相應(yīng)的模擬的電流信號。X射線檢測器15與數(shù)據(jù)收集電路21 (DAS)連接。數(shù)據(jù)收集電路21經(jīng)由X射線檢測器15收集與被檢體相關(guān)的投影數(shù)據(jù)。更詳細(xì)地，數(shù)據(jù)收集電路21按照掃描控制部43的控制從X射線檢測器15讀出電流信號，并對讀出的電流信號進行信號處理來生成數(shù)字的投影數(shù)據(jù)。所生成的投影數(shù)據(jù)經(jīng)由滑環(huán)機構(gòu)(未圖示)供給至控制臺5的前處理部33。臺架3具有旋轉(zhuǎn)角度檢測部23。旋轉(zhuǎn)角度檢測部23通過磁性傳感器、光傳感器、或位置檢測編碼器(轉(zhuǎn)子編碼器)來實現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)角度檢測部23檢測旋轉(zhuǎn)架11的Z軸周圍的旋轉(zhuǎn)角度位于特定角度，并輸出其意思的電信號(旋轉(zhuǎn)角度信號)。作為特定角度，最好是后述的輻射開始角度或收集開始角度。例如，旋轉(zhuǎn)角度檢測部23也可以固定于與該特定角度對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)架11的一部分。所輸出的旋轉(zhuǎn)角度信號經(jīng)由輸入部31供給至控制臺5內(nèi)。在此，當(dāng)X射線管13位于旋轉(zhuǎn)架11上最高的位置時，規(guī)定X射線管13的旋轉(zhuǎn)角度為0°，相反，當(dāng)X射線管13位于旋轉(zhuǎn)架11上最低的位置時，規(guī)定X射線管13的旋轉(zhuǎn)角 度為180°。被檢體P被載置于頂板25上。頂板25沿著Z軸可移動地通過頂板支承機構(gòu)26來支承。典型地，頂板支承機構(gòu)26支承頂板25以便頂板25的長軸與Z軸平行。頂板25與頂板支承機構(gòu)26構(gòu)成床。頂板支承機構(gòu)26與頂板移動部27電連接。頂板移動部27按照掃描控制部47的控制驅(qū)動頂板支承機構(gòu)26，并使頂板25沿著Z軸移動。在頂板25或頂板支承機構(gòu)26上安裝有頂板位置檢測部28。頂板位置檢測部28通過磁性傳感器、光傳感器、或位置檢測編碼器(轉(zhuǎn)子編碼器)來實現(xiàn)。頂板位置檢測部28檢測頂板位置位于特定位置，并輸出其意思的電信號(頂板位置信號)。所輸出的頂板位置信號經(jīng)由輸入部31供給到控制臺5內(nèi)。作為該特定位置，例如，最好是后述的收集開始頂板位置。頂板位置檢測部28例如被固定于與該特定位置對應(yīng)的頂板25或頂板支承機構(gòu)27等的一部分。另外，將頂板位置設(shè)為根據(jù)與頂板25上的基準(zhǔn)點的Z軸方向相關(guān)的位置來規(guī)定的位置。該基準(zhǔn)點的位置例如被規(guī)定為與連結(jié)X射線管13的X射線焦點和X射線檢測面15的中心的線交叉的頂板25上的點。如圖I所示，控制臺5具備輸入部31、前處理部33、重建部35、圖像處理部37、收集開始角度決定部39、輻射開始角度決定部41、收集開始頂板位置決定部43、移動開始角度決定部45、掃描控制部47、顯示部49、操作部51、存儲部53、以及系統(tǒng)控制部51。輸入部31是臺架3與控制臺5的通信所利用的接口。具體而言，輸入部31從旋轉(zhuǎn)角度檢測部23輸入旋轉(zhuǎn)角度信號。另外，輸入部31從頂板位置檢測部28輸入頂板位置信號。前處理部33對從數(shù)據(jù)收集電路21供給的投影數(shù)據(jù)實施對數(shù)變換、靈敏度校正等前處理。重建部35根據(jù)實施了前處理后的投影數(shù)據(jù)來重建與被檢體相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)。圖像處理部37對圖像數(shù)據(jù)實施各種圖像處理。收集開始角度決定部39按照用戶經(jīng)由操作部51而進行的指示，設(shè)定基于數(shù)據(jù)收集電路21的投影數(shù)據(jù)的收集開始預(yù)定時刻的X射線管13的旋轉(zhuǎn)角度。以下，將收集開始預(yù)定時刻的X射線管13的旋轉(zhuǎn)角度稱為收集開始角度。
輻射開始角度決定部41根據(jù)收集開始角度與X射線穩(wěn)定時間，決定基于X射線管13的X射線的發(fā)生開始預(yù)定時刻的X射線管的旋轉(zhuǎn)角度。以下，將X射線發(fā)生開始預(yù)定時刻的X射線管13的旋轉(zhuǎn)角度稱為輻射開始角度。收集開始頂板位置決定部43按照經(jīng)由基于用戶的操作部51的指示，決定基于數(shù)據(jù)收集電路21的投影數(shù)據(jù)的收集開始預(yù)定時刻的頂板位置。以下，將收集開始預(yù)定時刻的頂板位置稱為收集開始頂板位置。移動開始角度決定部45根據(jù)通過收集開始角度決定部43決定的收集開始角度與頂板預(yù)備移動時間，決定頂板25的移動開始預(yù)定時刻的X射線管13的旋轉(zhuǎn)角度。以下，將移動開始預(yù)定時刻的X射線管13的旋轉(zhuǎn)角度稱為頂板移動開始角度。頂板預(yù)備移動時間被規(guī)定為從頂板25的移動開始預(yù)定時刻到投影數(shù)據(jù)的收集開始預(yù)定時刻的時間間隔。掃描控制部47為了從收集開始頂板位置(或者收集開始角度)執(zhí)行螺旋掃描，控制數(shù)據(jù)收集電路15、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部17、高電壓發(fā)生部19、以及頂板移動部27。具體而言，首先， 掃描控制部47以由用戶經(jīng)由操作部51形成旋轉(zhuǎn)開始的指示為契機，控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部17使旋轉(zhuǎn)架11旋轉(zhuǎn)。接著，掃描控制部47以X射線管13達到頂板移動開始角度為契機，控制頂板移動部27使頂板25開始移動。接著，掃描控制部47以X射線管13達到輻射開始角度為契機，控制高電壓發(fā)生部19發(fā)生X射線。并且，掃描控制部47以頂板25到達收集開始頂板位置為契機，控制數(shù)據(jù)收集電路21開始收集投影數(shù)據(jù)。顯示部49將與通過重建部35重建的圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像、或者與通過圖像處理部37進行圖像處理的圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像顯示于顯示器。操作部51接受基于輸入設(shè)備的來自操作者的各種指令或信息輸入。存儲部53存儲圖像數(shù)據(jù)。另外，存儲部53存儲X射線計算機斷層攝影裝置I的控制程序。系統(tǒng)控制部55讀出存儲于存儲部53的控制程序并在存儲器上展開，按照展開的控制程序來控制各部。接著，針對X射線計算機斷層攝影裝置I的動作例進行說明。首先，參照圖2針對螺旋掃描的前階段的X射線計算機斷層攝影裝置I的動作例進行說明。螺旋掃描的前階段是為了決定收集開始頂板位置或輻射開始角度、收集開始角度、頂板移動開始角度等而設(shè)定。另外，在螺旋掃描的前階段，旋轉(zhuǎn)架11的旋轉(zhuǎn)速度或X射線條件、以及頂板25的移動速度等收集條件也可以通過掃描控制部47來設(shè)定。以下，將旋轉(zhuǎn)架11的旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)定值稱為設(shè)定臺架速度。另外，將頂板25的定速移動時的速度的設(shè)定值稱為設(shè)定頂板速度。X射線條件包含管電流、管電壓、燈絲的種類等對X射線的射線量產(chǎn)生影響的所有的因素。在螺旋掃描的前階段，首先，用戶經(jīng)由操作部51等，指定頂板位置。收集開始頂板位置決定部43由用戶經(jīng)由操作部51將指定的頂板位置決定為收集開始頂板位置AZ (步驟SAl)。所決定的頂板位置AZ的數(shù)據(jù)被供給到掃描控制部47。典型地，與基于掃描專家系統(tǒng)的掃描范圍的設(shè)定聯(lián)動地決定頂板位置AZ。另外，頂板位置AZ的設(shè)定并不限定于該方法。例如，作為頂板位置AZ也可以由用戶經(jīng)由操作部51直接地指定頂板位置的坐標(biāo)等。另外，在螺旋掃描的前階段，用戶經(jīng)由操作部51等指定投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)角度。收集開始角度決定部39將所指定的旋轉(zhuǎn)角度決定為收集開始角度AA (步驟SA2)。作為收集開始角度AA，能夠指定為0° 360°的任意的旋轉(zhuǎn)角度。收集開始角度AA的數(shù)據(jù)被供給至掃描控制部47。
另外，如上述那樣，收集開始角度的指定方法并不只限定為直接地指定旋轉(zhuǎn)角度的方法。例如，也可以由用戶來指定被檢體P的體位。如果指定被檢體P的體位，則收集開始角度決定部39根據(jù)被檢體P的體位來決定收集開始角度。例如，決定部39也可以利用使被檢體P的體位與收集開始角度相關(guān)聯(lián)的表，來決定根據(jù)由用戶所指定的體位的收集開始角度。具體而言，當(dāng)被檢體P使左腕在下橫臥在頂板25上時，收集開始角度設(shè)定為30°，當(dāng)被檢體P使背在下橫臥在頂板25上時，收集開始角度設(shè)定為120°，當(dāng)被檢體P使右腕在下橫臥在頂板25上時，收集開始角度設(shè)定為210°，當(dāng)被檢體P使腹部在下橫臥在頂板25上時，收集開始角度設(shè)定為300°即可。另外，步驟SAl與SA2的順序并不限定于上述的順序。即，步驟SAl也可以在步驟SA2之后進行。 如果進行步驟SAl以及SA2，則移動開始角度決定部45根據(jù)收集開始頂板位置與頂板預(yù)備移動時間來決定頂板移動開始角度TA(步驟SA3和SA4)。參照圖3，說明基于移動開始角度決定部45的頂板移動開始角度TA的決定處理。如圖3所示，在頂板預(yù)備移動時間PT，頂板25從初始位置SZ移動到收集開始頂板位置AZ。頂板預(yù)備移動時間PT包括加速時間AT與余裕時間MT。加速時間AT被規(guī)定為從頂板25的移動開始時刻到達到設(shè)定頂板速度CV的時刻的時間間隔。設(shè)定速度CV是投影數(shù)據(jù)收集中的頂板速度。余裕時間MT是從頂板25的移動速度到達設(shè)定頂板速度CV的時刻到投影數(shù)據(jù)的收集開始時刻的時間間隔。換而言之，頂板預(yù)備移動時間PT與從頂板移動開始預(yù)定時刻到投影數(shù)據(jù)的收集開始預(yù)定時刻的時間間隔相等。在收集條件的設(shè)定階段，頂板預(yù)備移動量(頂板預(yù)備移動時間PT中的頂板25的移動量)與設(shè)定頂板速度CV通過掃描控制部47預(yù)先進行設(shè)定。移動開始角度決定部45根據(jù)頂板預(yù)備移動量與設(shè)定頂板速度CV，計算頂板預(yù)備移動時間PT。更詳細(xì)的，根據(jù)設(shè)定頂板速度CV,自動地決定加速時間AT與加速移動量(加速時間AT的頂板25的移動量)AD。通過對這些加速時間AT、頂板預(yù)備移動量H)、加速移動量AD、以及設(shè)定頂板速度CV使用下述的式子(I)來計算頂板預(yù)備移動時間PT。PT = AT+ (PD-AD) /CV (I)另夕卜，(PD-AD)/CV與余裕時間MT相等。如果計算頂板預(yù)備移動時間PT，則決定部45根據(jù)設(shè)定頂板速度CV與頂板預(yù)備移動時間PT來決定X射線管預(yù)備旋轉(zhuǎn)量PR(步驟SA3)。X射線管預(yù)備旋轉(zhuǎn)量PR被規(guī)定為從頂板移動開始時刻到投影數(shù)據(jù)的收集開始時刻的X射線管13的旋轉(zhuǎn)角度量。例如，通過按照設(shè)定頂板速度CV將頂板預(yù)備移動時間PT換算成旋轉(zhuǎn)角度，從而決定X射線管預(yù)備旋轉(zhuǎn)量PR。如果決定X射線管預(yù)備旋轉(zhuǎn)量PR，則決定部45根據(jù)收集開始角度AA與X射線管預(yù)備旋轉(zhuǎn)量PR來決定頂板移動開始角度TA (步驟SA4)。例如，決定部45通過從收集開始角度AA中減去X射線管預(yù)備旋轉(zhuǎn)量PR來計算頂板移動開始角度TA。頂板預(yù)備移動時間PT的數(shù)據(jù)或頂板移動開始角度TA的數(shù)據(jù)、以及X射線管預(yù)備旋轉(zhuǎn)量PR的數(shù)據(jù)被供給至掃描控制部47。如圖2所示，如果進行步驟SA3以及SA4，則輻射開始角度決定部41根據(jù)收集開始角度AA與X射線穩(wěn)定時間來決定X射線輻射開始角度XA (步驟SA5)。
在此，針對基于輻射開始角度決定部41的X射線輻射開始角度XA的決定處理而詳細(xì)地進行說明。首先，決定部41根據(jù)收集開始角度AA與X射線穩(wěn)定時間來決定X射線穩(wěn)定時間內(nèi)的X射線管13的旋轉(zhuǎn)角度量XR。X射線穩(wěn)定時間是從X射線管13開始發(fā)生X射線到X射線的射線量穩(wěn)定所需的時間。X射線穩(wěn)定時間例如根據(jù)管電流或管電壓、燈絲的種類等X射線條件來決定?；蛘遆射線穩(wěn)定時間也可以通過將X射線條件與X射線穩(wěn)定時間相關(guān)聯(lián)的表來決定。另外，X射線穩(wěn)定時間也可以根據(jù)設(shè)定臺架速度以及X射線條件來決定。如果決定X射線穩(wěn)定時間,則決定部41利用設(shè)定臺架速度將X射線穩(wěn)定時間換算成X射線穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)量PR。例如，通過對設(shè)定臺架速度乘以X射線穩(wěn)定時間來計算旋轉(zhuǎn)角度量XR0如果計算旋轉(zhuǎn)角度量XR，則決定部41通過從收集開始角度AA中減去旋轉(zhuǎn)角度量XR來計算輻射開始角度XA。典型地，X射線輻射開始角度XA與收集開始角度AA的角度差比頂板移動開始角度TA小。這是由于X射線穩(wěn)定時間比頂板預(yù)備移動時間小。輻射開始角度XA的數(shù)據(jù)被供給至掃描控制部43。另夕卜，步驟SA4與SA5的順序并不限定于上述的順序。即也可以按照步驟SA3 — SA4 — SA5的順序進行，也可以按照步驟SA3 — SA5 — SA4的順序進行。這樣，如果決定收集開始頂板位置AZ、收集開始角度AA、頂板移動開始角度TA、以及X射線輻射開始角度XA，則結(jié)束螺旋掃描的前階段。接著，參照圖4說明螺旋掃描執(zhí)行時的X射線計算機斷層攝影裝置I的動作例。首先，以由用戶經(jīng)由操作部51形成了旋轉(zhuǎn)架11的旋轉(zhuǎn)開始指示為契機，掃描控制部47為了使旋轉(zhuǎn)架11旋轉(zhuǎn)而控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部17。旋轉(zhuǎn)架11從旋轉(zhuǎn)開始時開始加速到設(shè)定臺架速度，之后，以設(shè)定臺架速度進行重復(fù)并定速旋轉(zhuǎn)。如果旋轉(zhuǎn)速度達到設(shè)定臺架速度，則將操作部51的X射線輻射開始按鈕轉(zhuǎn)移到可能按下狀態(tài)。如果由用戶按下X射線輻射開始按鈕，則掃描控制部47等待X射線管13到達移動開始角度TA。以X射線管13到達移動開始角度TA為契機，掃描控制部47控制頂板移動部27開始移動頂板25 (步驟SA6)。頂板25在移動開始時被配置于初始位置SZ，與開始移動一起，從初始位置SZ到收集開始頂板位置AZ對于上述基準(zhǔn)點相對地移動。如果頂板25開始移動，則掃描控制部47等待X射線管13到達輻射開始角度XA。以X射線管13到達輻射開始角度XA為契機，掃描控制部47控制高電壓發(fā)生部19開始基于X射線管13的X射線的發(fā)生(步驟SA7)。在輻射開始緊接之后，管電流值或燈絲溫度等X射線條件沒有到達設(shè)定值，X射線的射線量不穩(wěn)定。由于在執(zhí)行螺旋掃描時與前階段沒有變更X射線條件，因此，X射線的射線量理論上從輻射開始時刻到X射線穩(wěn)定時間后到達設(shè)定值并穩(wěn)定。換而言之，如果X射線管13從輻射開始角度XA旋轉(zhuǎn)X射線穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)量XR,則X射線的射線量穩(wěn)定在設(shè)定值。另外，如果頂板25開始移動，則掃描控制部47等待頂板25到達收集開始頂板位置AZ。如果頂板25達到收集開始頂板位置AZ，則掃描控制部47控制數(shù)據(jù)收集電路21開 始收集投影數(shù)據(jù)(步驟SA8)。在執(zhí)行螺旋掃描時和前階段中，由于沒有變更收集條件，因此，頂板25到達收集開始頂板位置AZ被看作X射線管13到達收集開始角度AA。另外，頂板25到達收集開始頂板位置AZ的識別方法存在基于I、頂板位置，2、從頂板移動開始時刻開始的經(jīng)過時間的兩種。以下針對兩種的識別方法具體進行說明。識別方法1-1 :如果頂板25開始移動，則掃描控制部47測量從移動開始時刻(X射線管13到達了移動開始角度TA的時刻)開始的經(jīng)過時間，并等待從移動開始時刻開始經(jīng)過了頂板預(yù)備移動時間。并且，以從移動開始時刻開始經(jīng)過了頂板預(yù)備移動時間為契機，掃描控制部47使數(shù)據(jù)收集電路21開始收集投影數(shù)據(jù)。設(shè)定頂板速度或頂板預(yù)備移動量等收集條件在螺旋掃描執(zhí)行時與前階段不進行變更。從而，在移動開始時刻開始經(jīng)過了頂板預(yù)備移動時間的時刻，能夠看作頂板25位于收集開始頂板位置。即，掃描控制部47將從移動開始時刻開始經(jīng)過了頂板預(yù)備移動時間看作與頂板25到達收集開始頂板位置意思相同。這樣通過根據(jù)從移動開始時刻開始的經(jīng)過時間來識別頂板25到達了收集開始頂板位置，從而，如后述的識別方法1-2那樣，也可以不利用頂板位置檢測部28。從而，識別方法1-1與識別方法1-2相比較，能夠通過簡便的構(gòu)成來識別頂板25到達了收集開始頂板位置。識別方法1-2 :頂板25的移動開始位置檢測用頂板位置檢測部28之外，在頂板25或頂板支承機構(gòu)26上也設(shè)置有收集開始頂板位置檢測用頂板位置檢測部28。每當(dāng)頂板位置到達收集開始頂板位置，則頂板位置檢測部28將表示其意思的頂板位置信號(以下，稱為收集開始信號)供給至掃描控制部47。如果頂板25到達移動開始位置，則掃描控制部47等待從頂板位置檢測部28來供給收集開始信號。以供給收集開始信號為契機，掃描控制部 47使數(shù)據(jù)收集電路21開始收集經(jīng)由X射線檢測器15的投影數(shù)據(jù)。即，掃描控制部47將收集開始信號到達與頂板25到達收集開始角度看作意思相同。這樣，通過根據(jù)頂板位置直接地識別頂板25到達了收集開始頂板位置，從而，與識別方法1-1相比較，能夠更確實地從收集開始頂板位置開始收集投影數(shù)據(jù)。如果開始收集投影數(shù)據(jù)，則掃描控制部47從收集開始頂板位置AZ將頂板25移動掃描范圍，如果移動掃描范圍則結(jié)束螺旋掃描。即，掃描控制部47控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部17使旋轉(zhuǎn)架11的旋轉(zhuǎn)停止，控制高電壓發(fā)生部19使X射線的發(fā)生停止，控制數(shù)據(jù)收集電路21使投影數(shù)據(jù)的收集停止，控制頂板移動部29使頂板25的移動停止。從而，第I實施方式涉及的X射線計算機斷層攝影裝置I在螺旋掃描中，將按照用戶的指示的任意的頂板位置決定為收集開始頂板位置。X射線計算機斷層攝影裝置I利用決定的收集開始頂板位置來決定頂板移動開始角度。在螺旋掃描時，X射線計算機斷層攝影裝置I以X射線管13到達了頂板移動開始角度為契機，使頂板25的移動開始，并以X射線管13到達了輻射開始角度為契機使X射線的發(fā)生開始，并以頂板25到達了收集開始頂板位置為契機使投影數(shù)據(jù)的收集開始。從而，即使是設(shè)定頂板速度或設(shè)定臺架速度等的收集條件不同的螺旋掃描，X射線計算機斷層攝影裝置I也能夠始終從按照用戶的指示的頂板位置或旋轉(zhuǎn)角度來收集投影數(shù)據(jù)，另外，當(dāng)將與收集條件不同的多個螺旋掃描相關(guān)的多個圖像進行比較讀影時，也能夠忽視基于旋轉(zhuǎn)角度依賴關(guān)系的噪音的影響。另外，在上述的說明中，設(shè)旋轉(zhuǎn)角度檢測部23被固定于旋轉(zhuǎn)架11。然而，本實施方式并不限定于此。即，旋轉(zhuǎn)角度檢測部23也可以設(shè)為在旋轉(zhuǎn)架11的圓周旋轉(zhuǎn)。此時，旋轉(zhuǎn)角度檢測部23被可滑動地設(shè)置在具有與旋轉(zhuǎn)架11大致相同的形狀的導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌容納于臺架3內(nèi)、旋轉(zhuǎn)架11的附近。為了移動到旋轉(zhuǎn)架11的任意的旋轉(zhuǎn)角度，接受來自電機的驅(qū)動信號，使旋轉(zhuǎn)角度檢測部23在導(dǎo)軌上滑動。例如，旋轉(zhuǎn)角度檢測部23被配置在與輻射開始角度或收集開始角度對應(yīng)的導(dǎo)軌上的角度位置。這樣，通過將旋轉(zhuǎn)角度檢測部23可轉(zhuǎn)動地設(shè)置，從而與旋轉(zhuǎn)角度檢測部23被固定的情況相比，能夠輕松地使旋轉(zhuǎn)角度檢測部23移動到任意的角度。
另外，在上述的說明中，從頂板預(yù)備移動時間決定X射線管預(yù)備旋轉(zhuǎn)量，并根據(jù)X射線管預(yù)備旋轉(zhuǎn)量來決定頂板移動開始角度。然而，本實施方式并不限定于此。例如，也可以根據(jù)頂板預(yù)備移動時間與設(shè)定臺架速度來直接地決定頂板移動開始角度。在上述中，也可以設(shè)定X射線發(fā)生停止預(yù)定時刻的旋轉(zhuǎn)角度(以下，稱為輻射停止角度)。此時，以X射線管13達到了輻射停止角度為契機，掃描控制部47控制高電壓發(fā)生部19使X射線的發(fā)生停止。由此，能夠掃描任意的角度范圍。另外，在第I實施方式中，為了保護經(jīng)不起X射線的臟器，也可以設(shè)定使X射線的發(fā)生開啟的角度范圍(以下，稱為開啟范圍)與使X射線的發(fā)生關(guān)閉的角度范圍(以下，稱為關(guān)閉范圍)。開啟范圍規(guī)定為從收集開始角度到收集停止角度的角度范圍。關(guān)閉范圍規(guī)定為從收集停止角度到收集開始角度的角度范圍。例如，360°中的大致240°部分的角度范圍被設(shè)定為開啟范圍，剩余的大致120°部分的角度范圍被設(shè)定為關(guān)閉范圍即可。通過該設(shè)定，在X射線管13重復(fù)旋轉(zhuǎn)期間，能夠使X射線的開啟與關(guān)閉在同一角度范圍內(nèi)規(guī)則正確地重復(fù)。這樣，通過X射線管13將比較接近經(jīng)不起放射線的臟器的角度范圍設(shè)定為關(guān)閉范圍，將比較遠(yuǎn)的角度范圍設(shè)定為關(guān)閉范圍，從而，能夠保護經(jīng)不起放射線的臟器遠(yuǎn)離X射 線的影響，在比較長的時間內(nèi)執(zhí)行掃描。另外，在開啟范圍中，高電壓發(fā)生部19為了使高射線量的X射線與低射線量的X射線反復(fù)進行輻射，也可以對于X射線管13反復(fù)供給高電壓與低電壓。[第2實施方式]接著，針對第2實施方式涉及的X射線計算機斷層攝影裝置進行說明。如上述那樣，第2實施方式涉及的X射線計算機斷層攝影裝置執(zhí)行常規(guī)掃描。另外，在以下的說明中，針對具有與第2實施方式大致相同的功能的構(gòu)成要素，附加相同的符號，只在必要時進行重復(fù)說明。圖5是表示第2實施方式涉及的X射線計算機斷層攝影裝置2的結(jié)構(gòu)的圖。如圖5所示，X射線計算機斷層攝影裝置2不具有搭載于第I實施方式涉及的X射線計算機斷層攝影裝置I的頂板位置檢測部28、收集開始頂板位置決定部43、以及移動開始角度決定部45。掃描控制部57為了從收集開始角度來執(zhí)行常規(guī)掃描，控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部17、高電壓發(fā)生部19、以及數(shù)據(jù)收集電路21。具體而言，首先，掃描控制部57以由用戶經(jīng)由操作部51進行旋轉(zhuǎn)開始的指示為契機，控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部17來使旋轉(zhuǎn)架11旋轉(zhuǎn)。接著，掃描控制部57以X射線管13到達了輻射開始角度為契機，控制高電壓發(fā)生部19來使X射線發(fā)生。并且，掃描控制部57以X射線管13達到了收集開始角度為契機，控制數(shù)據(jù)收集電路21使投影數(shù)據(jù)的收集開始。接著，針對第2實施方式涉及的X射線計算機斷層攝影裝置2的動作例進行說明。首先，參照圖6說明常規(guī)掃描的前階段的X射線計算機斷層攝影裝置2的動作例。常規(guī)掃描的前階段是為了決定輻射開始角度或收集開始角度而設(shè)的。另外，在常規(guī)掃描的前階段，設(shè)定臺架速度或X射線條件等收集條件(掃描條件)已經(jīng)通過掃描控制部57進行設(shè)定。如圖6所示，在常規(guī)掃描的前階段，首先，用戶經(jīng)由操作部51等來指定旋轉(zhuǎn)角度。如果指定任意的旋轉(zhuǎn)角度，則收集開始角度決定部39將所指定的旋轉(zhuǎn)角度決定為收集開始角度AA (步驟SB1)。如果決定收集開始角度AA，則輻射開始角度決定部41根據(jù)收集開始角度AA與X射線穩(wěn)定時間來決定X射線穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)量(步驟SB2)。如果計算X射線穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)量XR，則輻射開始角度決定部41根據(jù)收集開始角度與X射線穩(wěn)定時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度量來決定輻射開始角度XA(步驟SB3)。如果決定輻射開始角度，則常規(guī)掃描的前階段結(jié)束。接著，參照圖7針對常規(guī)掃描時的X射線計算機斷層攝影裝置2的動作例進行說明。首先，由用戶經(jīng)由操作部51等來輸入旋轉(zhuǎn)架11的旋轉(zhuǎn)開始指示。以形成了旋轉(zhuǎn)開始指示為契機，掃描控制部57為了使旋轉(zhuǎn)架11旋轉(zhuǎn)而控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部17。旋轉(zhuǎn)架11從旋轉(zhuǎn)開始時開始加速到設(shè)定臺架速度，之后，以設(shè)定臺架速度進行重復(fù)并定速旋轉(zhuǎn)。如果旋轉(zhuǎn)速度到達設(shè)定臺架速度，則將操作部51的X射線輻射開始按鈕轉(zhuǎn)移到能夠按下狀態(tài)。如果由用戶按下X射線輻射開始按鈕，則掃描控制部57等待X射線管13到達輻射開始角度XA。以X射線管13到達了輻射開始角度XA為契機，掃描控制部57控制高電壓發(fā)生部19從X射線管13發(fā)生X射線(步驟SB4)。如果開始發(fā)生X射線，則掃描控制部57等待X射線管13到達收集開始角度。并且，以X射線管13到達了收集開始角度為契機，掃描控制部57使數(shù)據(jù)收集電路21開始收集投影數(shù)據(jù)(步驟SB5)。另外，X射線管13到達收集開始角度AA的識別方法存在I、從輻射開始時刻開始的經(jīng)過時間，2、X射線管13的旋轉(zhuǎn)角度這兩種。以下針對兩種識別方法具體地進行說明。識別方法2-1 :如果X射線管13到達輻射開始角度XA，則掃描控制部57測量從輻射開始時刻(X射線管13到達了輻射開始角度XA的時刻)開始的經(jīng)過時間，并等待從輻射開始時刻開始經(jīng)過X射線穩(wěn)定時間。并且，以輻射開始時刻開始經(jīng)過了 X射線穩(wěn)定時間為契機，掃描控制部57使數(shù)據(jù)收集電路21開始收集投影數(shù)據(jù)。設(shè)定臺架速度或X射線條件等收集條件在常規(guī)掃描執(zhí)行時與前階段不進行變更。從而，在從輻射開始時刻開始經(jīng)過了X射線穩(wěn)定時間的時刻，能夠看作X射線管13位于收集開始角度AA。S卩，掃描控制部57將從輻射開始時刻開始經(jīng)過了 X射線穩(wěn)定時間看作與X射線管13到達了收集開始角度AA意思相同。這樣，通過根據(jù)從輻射開始時刻開始的經(jīng)過時間來識別X射線管13到達了收集開始角度AA，從而如后述的識別方法2-2所示的那樣，也可以不設(shè)置收集開始角度檢測用旋轉(zhuǎn)角度檢測部23。從而，識別方法2-1與識別方法2-2相比，能夠通過簡便的構(gòu)成，識別X射線管13到達了收集開始角度。識別方法2-2 :此時，輻射開始角度檢測用旋轉(zhuǎn)角度檢測部23之外，還需要在旋轉(zhuǎn)架11上設(shè)置收集開始角度檢測用旋轉(zhuǎn)角度檢測部23。每當(dāng)X射線管13到達收集開始角度AA，則收集開始角度檢測用旋轉(zhuǎn)角度檢測部23將表示其意思的旋轉(zhuǎn)角度信號(以下，稱為收集開始信號)供給到掃描控制部57。如果X射線管13到達輻射開始角度XA，則掃描控制部57等待從收集開始角度檢測用旋轉(zhuǎn)角度檢測部23供給收集開始角度信號。以供給收集開始信號為契機，掃描控制部57使數(shù)據(jù)收集電路21開始收集經(jīng)由X射線檢測器15的投影數(shù)據(jù)。即，掃描控制部57將收集開始信號到達看作與X射線管13到達了收集開始角度 AA意思相同。這樣，通過根據(jù)X射線管13的旋轉(zhuǎn)角度來識別X射線管13到達了收集開始角度AA，從而與識別方法2-1相比較，能夠更可靠地從收集開始角度開始收集投影數(shù)據(jù)。
如果開始收集投影數(shù)據(jù)，則掃描控制部57將X射線管13旋轉(zhuǎn)圖像重建所需的旋轉(zhuǎn)角度量，如果X射線管13旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)角度量，則結(jié)束常規(guī)掃描。即，掃描控制部57控制高電壓發(fā)生部19使X射線管13的發(fā)生停止，并控制數(shù)據(jù)收集電路21使投影數(shù)據(jù)的收集停止，并控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部17使旋轉(zhuǎn)架11的旋轉(zhuǎn)停止。另外，在X射線計算機斷層攝影裝置2所利用的圖像重建法中，存在全掃描法與半掃描法。在全掃描法中，為了重建I切片或體積的圖像的數(shù)據(jù)，需要被檢體P的周圍I周，即，約360°的投影數(shù)據(jù)。另外，在半掃描法中，為了重建I體積的圖像的數(shù)據(jù)，需要180° +a (a :扇形角)的投影數(shù)據(jù)。本實施方式能夠適用于全掃描法與半掃描法的任一方法。從而，第2實施方式涉及的X射線計算機斷層攝影裝置2在常規(guī)掃描中，將按照用戶的指示的任意的旋轉(zhuǎn)角度決定為收集開始角度。X射線計算機斷層攝影裝置I根據(jù)決定 的收集開始角度與X射線穩(wěn)定時間來決定輻射開始角度。X射線計算機斷層攝影裝置2以X射線管13達到了輻射開始角度為契機開始發(fā)生基于X射線管的X射線，并以X射線管13到達了收集開始角度為契機開始收集基于數(shù)據(jù)收集電路21的投影數(shù)據(jù)。從而，即使是設(shè)定臺架速度或X射線條件等收集條件不同的常規(guī)掃描，X射線計算機斷層攝影裝置2也能夠始終從按照用戶的指示的旋轉(zhuǎn)角度來收集投影數(shù)據(jù)。從而，能夠從經(jīng)不起放射線的臟器面回避X射線輻射來收集投影數(shù)據(jù)。另外，在被重建的圖像中，有時發(fā)生根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度的噪音。然而，根據(jù)第2實施方式，由于能夠不管收集條件經(jīng)常從同一旋轉(zhuǎn)角度來收集投影數(shù)據(jù)，因此，當(dāng)將與收集條件不同的多個常規(guī)掃描相關(guān)的多個圖像進行比較讀影時，能夠忽視基于旋轉(zhuǎn)角度依賴關(guān)系的噪音的影響。從而，本實施方式涉及的X射線計算機斷層攝影裝置能夠從任意的頂板位置或旋轉(zhuǎn)角開始收集投影數(shù)據(jù)。(變形例)如上述那樣，第I以及第2實施方式涉及的X射線計算機斷層攝影裝置具備臺架3與控制臺5。然而，本實施方式涉及的X射線計算機斷層攝影裝置并不限定于此。例如，如圖8所示的那樣，X射線計算機斷層攝影裝置I除了臺架3以及控制臺5之外，也可以具備臺架控制裝置7。如第I實施方式那樣，具有螺旋掃描功能的X射線計算機斷層攝影裝置I的情況下，臺架控制裝置7具有輸入部31、收集開始角度決定部39、輻射開始角度決定部41、收集開始位置決定部43、移動開始位置決定部45、以及掃描控制部47。通過這樣的結(jié)構(gòu)，能夠從控制臺5除去本實施方式涉及的掃描控制功能，由臺架控制裝置7承擔(dān)。從而，能夠以低成本將本實施方式涉及的掃描控制功能安裝于X射線計算機斷層攝影裝置。另外，如第2實施方式那樣，不具有螺旋掃描功能的X射線計算機斷層攝影裝置I的情況下，臺架控制裝置7具有輸入部31、收集開始角度決定部39、輻射開始角度決定部41、以及掃描控制部47即可。雖然說明了本發(fā)明的幾個實施方式，但這些實施方式是作為例子而提示的，并不是為了限定本發(fā)明的范圍。這些實施方式能夠以其他的各種形態(tài)進行實施，在不脫離發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，能夠進行各種的省略、置換、變更。這些實施方式或其變形與包含于發(fā)明的范圍或要旨中一樣，包含于權(quán)利要求書記載的發(fā)明及其均等的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于，具備 X射線管，發(fā)生X射線； 檢測器，檢測從上述X射線管發(fā)生并透過被檢體的X射線； 第I支承機構(gòu)，支承上述X射線管和上述檢測器使他們可旋轉(zhuǎn)； 第I驅(qū)動部，為了使上述X射線管和上述檢測器繞上述被檢體旋轉(zhuǎn)而驅(qū)動上述第I支承機構(gòu)； 頂板，載置上述被檢體； 第2支承機構(gòu)，指示上述頂板使其可移動； 第2驅(qū)動部，為了使上述頂板移動而驅(qū)動上述第2支承機構(gòu)； 收集部，經(jīng)由上述檢測器收集與上述被檢體相關(guān)的投影數(shù)據(jù)； 位置決定部，按照來自用戶的指示決定由上述收集部收集投影數(shù)據(jù)的收集開始預(yù)定時刻的上述頂板的位置； 第I角度決定部，按照來自用戶的指示決定上述收集開始預(yù)定時刻的上述X射線管的第I旋轉(zhuǎn)角度； 第2角度決定部，根據(jù)上述決定的第I旋轉(zhuǎn)角度、和從上述頂板的移動開始預(yù)定時刻到上述收集開始預(yù)定時刻的時間間隔，決定上述移動開始預(yù)定時刻的上述X射線管的第2旋轉(zhuǎn)角度；以及 控制部，為了使上述X射線管繞上述被檢體旋轉(zhuǎn)而控制上述第I驅(qū)動部，以上述X射線管達到上述決定的第2旋轉(zhuǎn)角度為契機，控制上述第2驅(qū)動部以使上述頂板開始移動，以上述頂板達到上述決定的頂板的位置為契機，控制上述收集部以開始投影數(shù)據(jù)的收集。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于， 上述控制部以從上述X射線管達到上述第2旋轉(zhuǎn)角度的時刻開始經(jīng)過了 X射線穩(wěn)定時間為契機，使上述收集部開始收集投影數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于， 上述第2角度決定部根據(jù)上述頂板的位置來計算上述時間間隔。
·4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于， 上述第2角度決定部進行以下處理 根據(jù)上述時間間隔和預(yù)先設(shè)定的X射線管旋轉(zhuǎn)速度，決定上述時間間隔之間的上述X射線管的旋轉(zhuǎn)量， 根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)量和上述第I旋轉(zhuǎn)角度決定上述第2旋轉(zhuǎn)角度。
全文摘要
從任意的頂板位置或旋轉(zhuǎn)角開始收集投影數(shù)據(jù)。位置決定部按照來自用戶的指示決定基于數(shù)據(jù)收集電路的投影數(shù)據(jù)的收集開始預(yù)定時刻的頂板的位置。第1角度決定部按照來自用戶的指示來決定收集開始預(yù)定時刻的X射線管的第1旋轉(zhuǎn)角度。第2角度決定部根據(jù)所決定的第1旋轉(zhuǎn)角度與從頂板的移動開始預(yù)定時刻到收集開始預(yù)定時刻的時間間隔，決定移動開始預(yù)定時刻的X射線管的第2旋轉(zhuǎn)角度。控制部為了使X射線管在被檢體周圍旋轉(zhuǎn)而控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，并以X射線管達到第2旋轉(zhuǎn)角度為契機，控制頂板移動部以便頂板開始移動，并以頂板到達了所決定的頂板的位置為契機，控制數(shù)據(jù)收集電路以便開始收集投影數(shù)據(jù)。
文檔編號A61B6/03GK102711619SQ201280000146
公開日2012年10月3日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者大島規(guī)志 申請人:東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社, 株式會社東芝