專(zhuān)利名稱(chēng)：X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以進(jìn)行心電同步重建(ECG門(mén)控重建ECGgated reconstruction)的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置。
背景技術(shù)：
X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置根據(jù)透過(guò)被檢體的X射線(xiàn)的強(qiáng)度，利用圖像提供關(guān)于被檢體的信息，在以疾病診斷、治療和手術(shù)計(jì)劃等為代表的多種醫(yī)療行為中起著重要的作用。
在運(yùn)動(dòng)快的心臟檢查中，進(jìn)行心電同步掃描。所謂心電同步掃描，是與掃描并行地收集心電圖同步信號(hào)(觸發(fā)信號(hào)、R波信號(hào))和心電圖波形信號(hào)(ECG信號(hào))等，在數(shù)據(jù)收集后，使用心電圖波形信號(hào)，得到與心跳相位同步的圖像。
最近，在心臟檢查中，嘗試通過(guò)利用心電信息僅對(duì)特定相位進(jìn)行X射線(xiàn)曝射來(lái)實(shí)現(xiàn)受曝射的減少。
但是，特開(kāi)2000-342577號(hào)公報(bào)中未示出如何確定X射線(xiàn)曝射期間。另外，在特開(kāi)2000-51208號(hào)公報(bào)中，使用在掃描前收集的1次心跳期間的R-R波間隔(心跳周期)，來(lái)確定掃描時(shí)的X射線(xiàn)曝射期間。這也許可適用于心跳周期恒定的心臟人體模型。但是，實(shí)際被檢體(患者)的心跳周期是不穩(wěn)定的，即使在掃描前，幾次心跳期間的心跳周期也不是恒定的，僅采用1次心跳期間的心跳周期來(lái)確定X射線(xiàn)曝射期間是不現(xiàn)實(shí)的。另外，在幾秒～幾十秒間進(jìn)行的心臟檢查中，掃描時(shí)的多個(gè)心跳周期與掃描前的1個(gè)心跳周期都不是完全相同的。因此，可能在操作者想要重建的相位沒(méi)有曝射X射線(xiàn)(沒(méi)有取得數(shù)據(jù))，相反卻收集了無(wú)用期間的數(shù)據(jù)。
另外，如上所述，X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置根據(jù)透過(guò)被檢體的X射線(xiàn)的強(qiáng)度，利用圖像提供關(guān)于被檢體的信息，在以疾病診斷、治療和手術(shù)計(jì)劃等為首的多種醫(yī)療行為中起著重要作用。尤其在使用X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置的、運(yùn)動(dòng)快的心臟檢查中，提高圖像的時(shí)間分辨率是一個(gè)重要課題。對(duì)該課題的直接處理方法是縮短X射線(xiàn)管每次旋轉(zhuǎn)的時(shí)間，即實(shí)現(xiàn)掃描的高速化。通過(guò)該掃描的高速化，與心電圖同步地進(jìn)行掃描、僅收集心跳周期內(nèi)的特定期間的數(shù)據(jù)的所謂心電同步掃描法有效地發(fā)揮作用。限定于特定期間內(nèi)產(chǎn)生X射線(xiàn)，或在特定期間內(nèi)使X射線(xiàn)的強(qiáng)度變高地對(duì)其進(jìn)行調(diào)制。由此，與連續(xù)地照射X射線(xiàn)相比，實(shí)現(xiàn)受曝射射線(xiàn)量的降低。
但是，由于心率不齊等原因，有時(shí)發(fā)生沒(méi)有收集所期望的心跳時(shí)間相位的圖像重建所需的投影數(shù)據(jù)，或者沒(méi)有以高SN比收集投影數(shù)據(jù)的情況。在該情況下，重建圖像的畫(huà)質(zhì)惡化。根據(jù)情況，有時(shí)必須重新掃描。而且，沒(méi)有在重建前確認(rèn)上述情況的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，在可以進(jìn)行心電同步重建的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置中，防止圖像重建所需的投影數(shù)據(jù)的一部分丟失。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，具備X射線(xiàn)源，產(chǎn)生X射線(xiàn)；X射線(xiàn)檢測(cè)器，為了產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)，檢測(cè)透過(guò)被檢體后的X射線(xiàn)；存儲(chǔ)部，將所述投影數(shù)據(jù)與所述被檢體的心電圖數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來(lái)存儲(chǔ)；設(shè)定部，根據(jù)操作者的指令設(shè)定特定心跳相位；重建部，根據(jù)在跨多個(gè)心跳周期的多個(gè)特定期間內(nèi)收集的多個(gè)投影數(shù)據(jù)集來(lái)重建圖像；確定部，根據(jù)所述被檢體的特定心跳相位和心率變動(dòng)范圍，確定以高X射線(xiàn)量掃描所述被檢體的第一期間；和控制部，控制所述X射線(xiàn)源的管電流，以便在所述第一期間內(nèi)以較高射線(xiàn)量產(chǎn)生X射線(xiàn)，在所述第一期間以外的第二期間內(nèi)以較低射線(xiàn)量產(chǎn)生X射線(xiàn)或停止產(chǎn)生X射線(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，具備存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)從被檢體收集到的心電信息；設(shè)定部，設(shè)定所述被檢體的所要重建的心跳相位；X射線(xiàn)源，向被檢體曝射X射線(xiàn)；高電壓產(chǎn)生部，向所述X射線(xiàn)源施加高電壓；X射線(xiàn)檢測(cè)器，檢測(cè)透過(guò)所述被檢體后的X射線(xiàn)；重建部，根據(jù)由所述檢測(cè)器檢測(cè)出的投影數(shù)據(jù)，重建由所述設(shè)定部設(shè)定的心跳相位的圖像；以及控制部，控制所述X射線(xiàn)源的管電流，以便以高X射線(xiàn)量掃描由所述設(shè)定部設(shè)定的心跳相位范圍，并在下述范圍內(nèi)以低X射線(xiàn)量掃描或停止產(chǎn)生X射線(xiàn)該范圍是通過(guò)響應(yīng)作為觸發(fā)并與掃描并行獲得的心電圖，從心電圖周期中排除所述心跳周期范圍后得到的。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，具備用于掃描被檢體的架臺(tái)，具有向被檢體曝射X射線(xiàn)的X射線(xiàn)源、以及檢測(cè)透過(guò)所述被檢體后的X射線(xiàn)的X射線(xiàn)檢測(cè)器；存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)從被檢體收集到的心電圖；設(shè)定部，設(shè)定重建所述被檢體的斷層像的心跳相位范圍；重建部，根據(jù)所述檢測(cè)器檢測(cè)出的投影數(shù)據(jù)，重建由所述設(shè)定部設(shè)定的心跳相位范圍中的特定相位的斷層像；以及控制部，控制所述X射線(xiàn)源的管電流，以便將與所述掃描并行取得的心電圖作為觸發(fā)，以高X射線(xiàn)掃描由所述設(shè)定部設(shè)定的心跳相位范圍，并以低X射線(xiàn)量掃描所述心電周期中除去所述心跳相位范圍后的范圍或停止產(chǎn)生X射線(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，具備掃描部，一邊調(diào)制X射線(xiàn)量一邊進(jìn)行螺旋掃描；重建部，與所述螺旋掃描并行，根據(jù)投影數(shù)據(jù)，利用扇形束重建來(lái)接連不斷地重建斷層像，并在所述螺旋掃描結(jié)束之后，根據(jù)投影數(shù)據(jù)，利用錐形束重建來(lái)重建圖像；以及顯示部，顯示與所述螺旋掃描并行、利用所述扇形束重建接連不斷地重建的斷層像，并在所述螺旋掃描結(jié)束之后，顯示利用所述錐形束重建所重建的圖像。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，具備用于掃描被檢體的掃描部，具有向被檢體曝射X射線(xiàn)的X射線(xiàn)源、以及檢測(cè)透過(guò)所述被檢體后的X射線(xiàn)的X射線(xiàn)檢測(cè)器；存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)與所述掃描并行地從被檢體收集到的心電圖；設(shè)定部，設(shè)定想要重建所述被檢體的圖像的心跳相位；重建部，根據(jù)由所述檢測(cè)器檢測(cè)出的投影數(shù)據(jù)，重建由所述設(shè)定部設(shè)定的心跳相位的圖像；和控制部，控制所述X射線(xiàn)源的管電流，以便根據(jù)與所述掃描并行地收集到的心電圖，在包含由所述設(shè)定部設(shè)定的心跳相位的規(guī)定范圍內(nèi)提高X射線(xiàn)量，并在除去該規(guī)定范圍的范圍內(nèi)降低X射線(xiàn)量或停止產(chǎn)生X射線(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，具備用于掃描被檢體的掃描部，具有向被檢體曝射X射線(xiàn)的X射線(xiàn)源、以及檢測(cè)透過(guò)所述被檢體后的X射線(xiàn)的X射線(xiàn)檢測(cè)器；存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)在所述掃描前以及與所述掃描并行地從被檢體收集到的心電圖信息；設(shè)定部，設(shè)定想要重建所述被檢體的圖像的心跳相位；重建部，根據(jù)由所述檢測(cè)器檢測(cè)出的投影數(shù)據(jù)，重建由所述設(shè)定部設(shè)定的心跳相位的圖像；和控制部，控制所述X射線(xiàn)源的管電流，以便將存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)部中的、與所述掃描并行取得的心電圖信息作為觸發(fā)，在根據(jù)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)部中的、在所述掃描前收集到的多個(gè)心率而確定的規(guī)定范圍內(nèi)提高X射線(xiàn)量，并在除去該規(guī)定范圍的范圍內(nèi)降低X射線(xiàn)量或停止產(chǎn)生X射線(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，具備X射線(xiàn)源，產(chǎn)生X射線(xiàn)；X射線(xiàn)檢測(cè)器，為了產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)，檢測(cè)透過(guò)被檢體后的X射線(xiàn)；存儲(chǔ)部，將所述投影數(shù)據(jù)與所述被檢體的心電圖數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來(lái)存儲(chǔ)；相加處理部，在跨多個(gè)心跳周期的、以特定的心跳相位為中心的多個(gè)特定期間內(nèi)收集到的多個(gè)投影數(shù)據(jù)集之間，把視角相同的投影數(shù)據(jù)加權(quán)相加；和重建部，根據(jù)所述加權(quán)相加后的多個(gè)投影數(shù)據(jù)集，重建圖像。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，具備X射線(xiàn)源，產(chǎn)生X射線(xiàn)；X射線(xiàn)檢測(cè)器，為了產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)，檢測(cè)透過(guò)被檢體后的X射線(xiàn)；特定期間設(shè)定部，按照操作者的指示，在所述被檢體的心跳周期內(nèi)設(shè)定特定期間；重建部，根據(jù)在所述特定期間內(nèi)收集到的投影數(shù)據(jù)，重建圖像；擴(kuò)展處理部，根據(jù)與圖像重建所需的投影數(shù)據(jù)的角度范圍相對(duì)應(yīng)的時(shí)間寬度，擴(kuò)展所述特定期間；和控制部，按照所述擴(kuò)展后的特定期間，控制來(lái)自所述X射線(xiàn)管的X射線(xiàn)的產(chǎn)生/停止或強(qiáng)度調(diào)制。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，具備X射線(xiàn)源，產(chǎn)生X射線(xiàn)；X射線(xiàn)檢測(cè)器，為了產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)，檢測(cè)透過(guò)被檢體后的X射線(xiàn)；存儲(chǔ)部，將所述投影數(shù)據(jù)與所述被檢體的心電圖數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來(lái)存儲(chǔ)；設(shè)定部，根據(jù)操作者的指令設(shè)定特定心跳相位；重建部，根據(jù)在跨多個(gè)心跳周期的多個(gè)特定期間內(nèi)收集的多個(gè)投影數(shù)據(jù)集來(lái)重建圖像，其中所述特定期間與所述特定心跳相位相對(duì)應(yīng)；期間擴(kuò)展部，根據(jù)所述被檢體的心率變動(dòng)范圍，擴(kuò)展每個(gè)所述特定期間；和控制部，控制所述X射線(xiàn)源的管電流，以便以較高射線(xiàn)量產(chǎn)生X射線(xiàn)，并在所述擴(kuò)展后的特定期間以外的期間內(nèi)以較低射線(xiàn)量產(chǎn)生X射線(xiàn)或停止產(chǎn)生X射線(xiàn)。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將由下述的描述闡明，并且一部分從該描述是顯而易見(jiàn)的，或可以通過(guò)實(shí)踐發(fā)明來(lái)獲得。通過(guò)下面具體指出的手段和結(jié)合可實(shí)現(xiàn)并獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。


引入并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)一部分的附示出本發(fā)明目前最佳的實(shí)施例，并與上述的一般性描述和下述最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述一起，解釋發(fā)明的原理。
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2A是表示在實(shí)施方式1中練習(xí)時(shí)心率的時(shí)間變化的圖。
圖2B是表示在實(shí)施方式1中掃描時(shí)心率的時(shí)間變化的圖。
圖2C是表示以圖2B的心率的時(shí)間變化上的、練習(xí)時(shí)的最大心率為基準(zhǔn)的心跳相位的位置的圖。
圖2D是表示以圖2B的心率的時(shí)間變化上的、練習(xí)時(shí)的最小心率為基準(zhǔn)的心跳相位的位置的圖。
圖2E是表示本實(shí)施方式中高X射線(xiàn)期間的圖。
圖3A是表示從圖1操作部手動(dòng)設(shè)定的心率的變動(dòng)范圍的圖。
圖3B是表示由圖1的系統(tǒng)控制部自動(dòng)設(shè)定的心率的變動(dòng)范圍圖。
圖4是表示由圖1的重建處理部產(chǎn)生的分段(segment)的重疊的圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖6是圖1的X射線(xiàn)管的概略圖。
圖7是表示本實(shí)施方式的掃描及其前后處理的處理過(guò)程的流程圖。
圖8是圖7的補(bǔ)充說(shuō)明圖。
圖9是表示利用圖5的X射線(xiàn)輸出控制專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行的掃描中的畫(huà)面示例的圖。
圖10是表示在圖7的S22中，心率差超過(guò)上限心率差時(shí)X射線(xiàn)調(diào)制控制停止動(dòng)作的圖。
圖11是表示利用圖5的X射線(xiàn)輸出控制專(zhuān)家系統(tǒng)的S24掃描結(jié)束后的確認(rèn)畫(huà)面實(shí)例圖。
具體實(shí)施例方式
(實(shí)施方式1)下面，參照

本發(fā)明的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置的實(shí)施方式1。X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置包括X射線(xiàn)管和X射線(xiàn)檢測(cè)器一體地繞被檢體周?chē)D(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)(ROTATE/ROTATE)型；將多個(gè)檢測(cè)元件排列成環(huán)狀或平面狀、僅X射線(xiàn)管繞被檢體周?chē)D(zhuǎn)的固定/旋轉(zhuǎn)(STATIONARY/ROTATE)型等各種類(lèi)型，任意一種類(lèi)型都可適用本發(fā)明。這里，作為現(xiàn)在占主流的旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)型進(jìn)行說(shuō)明。另外，為了重建1層(slice)的斷層像數(shù)據(jù)，需要被檢體周?chē)?周約360度大小的投影數(shù)據(jù)(全重建法)，并且，即使是半重建法，也需要180度+α(α扇形角)大小的投影數(shù)據(jù)。在本實(shí)施方式中，采用對(duì)運(yùn)動(dòng)快的心臟等的攝影有效的半重建法。
另外，作為將入射X射線(xiàn)變換成電荷的機(jī)制，主流是用閃爍器等熒光體將X射線(xiàn)變換成光、進(jìn)而用光電二極管等光電變換元件將該光變換成電荷的間接變換形，以及利用由X射線(xiàn)生成半導(dǎo)體內(nèi)的電子空穴對(duì)并向其電極移動(dòng)的光導(dǎo)電現(xiàn)象的直接變換形。作為X射線(xiàn)檢測(cè)元件，可采用兩者中的任意一種方式，但這里，作為前者的間接變換形進(jìn)行說(shuō)明。另外，無(wú)論是一管球型的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置、還是多管球型X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，都可適用本發(fā)明。這里，作為一管球型進(jìn)行說(shuō)明。
圖1表示本實(shí)施方式的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置的概略結(jié)構(gòu)。該X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置具備用于收集關(guān)于被檢體(患者)P的投影數(shù)據(jù)的架臺(tái)裝置(掃描部)1；用于放置被檢體P的床裝置3；和控制臺(tái)2，控制架臺(tái)裝置1及床裝置3，并根據(jù)由架臺(tái)裝置1收集到的數(shù)據(jù)，執(zhí)行圖像重建處理和圖像顯示等。
架臺(tái)裝置1具備X射線(xiàn)管101、X射線(xiàn)檢測(cè)器102、旋轉(zhuǎn)支架103、高電壓產(chǎn)生裝置104、架臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置105、以及收容數(shù)據(jù)收集裝置107的框體?？蝮w具有用于插入被檢體P的診斷用開(kāi)口部。X射線(xiàn)管101和X射線(xiàn)檢測(cè)器102安裝在由架臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置105旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的環(huán)狀的旋轉(zhuǎn)支架103上。這里，將旋轉(zhuǎn)支架103的旋轉(zhuǎn)軸定義為Z軸。在以Z軸為中心的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，將從X射線(xiàn)管101的焦點(diǎn)連接X(jué)射線(xiàn)檢測(cè)器102的檢測(cè)面中心的、與Z軸正交的軸定義為X軸。Y軸與Z軸和X軸都正交。
旋轉(zhuǎn)支架103在掃描控制部201的控制下，由架臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置105旋轉(zhuǎn)。伴隨該旋轉(zhuǎn)支架103的旋轉(zhuǎn)，X射線(xiàn)管101和X射線(xiàn)檢測(cè)器102繞被檢體P周?chē)D(zhuǎn)。在掃描控制部201的控制下從高電壓產(chǎn)生裝置104向X射線(xiàn)管101施加高電壓時(shí)，從X射線(xiàn)管101產(chǎn)生X射線(xiàn)。從X射線(xiàn)管101產(chǎn)生并透過(guò)被檢體后的X射線(xiàn)由X射線(xiàn)檢測(cè)器102檢測(cè)，并作為投影數(shù)據(jù)收集在數(shù)據(jù)收集裝置107中。床裝置3的床板302由床驅(qū)動(dòng)裝置301移動(dòng)。掃描控制部201控制旋轉(zhuǎn)支架103的旋轉(zhuǎn)和床板302的移動(dòng)。通過(guò)該控制，可在旋轉(zhuǎn)支架103的恒速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中同步地進(jìn)行床板302的連續(xù)移動(dòng)。由此，可實(shí)現(xiàn)X射線(xiàn)管101(X射線(xiàn)源)相對(duì)于被檢體P螺旋狀地移動(dòng)、在其螺旋軌道上的多個(gè)位置收集投影數(shù)據(jù)的所謂螺旋掃描。
在本實(shí)施方式中，作為一個(gè)例子，說(shuō)明處理通過(guò)多列檢測(cè)器同時(shí)收集的多路螺旋掃描得到的投影數(shù)據(jù)的情況，但本實(shí)施方式也可以適用于在床板302靜止的狀態(tài)下連續(xù)地收集投影數(shù)據(jù)的所謂動(dòng)態(tài)掃描，還可適用于常規(guī)掃描，即在床板302在某位置靜止的狀態(tài)下收集旋轉(zhuǎn)1次的投影數(shù)據(jù)，然后在床板302停止移動(dòng)后，在下一位置重復(fù)收集旋轉(zhuǎn)1次的投影數(shù)據(jù)的動(dòng)作。
旋轉(zhuǎn)支架103與框體同樣地在中央部具有開(kāi)口部。掃描時(shí)，向該開(kāi)口部中插入載置于床裝置3的床板302上的被檢體P。心電計(jì)106用于從安裝在被檢體P上的電極檢測(cè)心電信號(hào)，檢測(cè)從被檢體P的心臟產(chǎn)生的微弱電流，作為心電圖輸出檢測(cè)到的電流隨時(shí)間的變化。另外，如后所述，在本實(shí)施方式中，在系統(tǒng)控制部212中根據(jù)利用心電計(jì)106得到的心電圖信息(P波、Q波、R波、S波、T波，本實(shí)施方式中為R波)求出心率，但也可以用心電計(jì)106收集心電信息，在系統(tǒng)控制部212中求心電圖及心率。另外，在圖1中，心電計(jì)106表示為架臺(tái)裝置1的一部分，但也可與架臺(tái)裝置1獨(dú)立地構(gòu)成，只要具備收集來(lái)自心電計(jì)106的心電圖信息或心電信號(hào)的功能、可在投影數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部203等存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)心電信號(hào)的功能即可。
從高電壓產(chǎn)生裝置104向X射線(xiàn)管101的陰極-陽(yáng)極間施加管電壓，并從高電壓產(chǎn)生裝置104向X射線(xiàn)管101的燈絲提供燈絲電流(管電流)。通過(guò)施加管電壓和提供燈絲電流，從X射線(xiàn)管101的陽(yáng)極靶產(chǎn)生X射線(xiàn)。
X射線(xiàn)檢測(cè)器102用于檢測(cè)透過(guò)被檢體P后的X射線(xiàn)。X射線(xiàn)檢測(cè)器102可以是多層型(多列型)、單層型(一列型)中的任意一種，但這里，作為受曝射減少效果比后述的X射線(xiàn)調(diào)制功能大的多層型檢測(cè)器進(jìn)行說(shuō)明。X射線(xiàn)檢測(cè)器102沿通道方向(近似于Y軸方向)以及被檢體的層方向(Z軸方向)分別設(shè)置多個(gè)檢測(cè)X射線(xiàn)的檢測(cè)元件。例如，多個(gè)X射線(xiàn)檢測(cè)元件沿通道方向并排設(shè)置例如約600～1000個(gè)，沿層方向并排設(shè)置24列～256列等。在本實(shí)施方式中，構(gòu)成為具有0.5mm×0.5mm的正方形受光面的多個(gè)X射線(xiàn)檢測(cè)元件沿通道方向排列1000個(gè)、沿層方向排列64列的多列檢測(cè)器。各檢測(cè)元件具有閃爍器和光電二極管芯片(未圖示)。X射線(xiàn)檢測(cè)器102既可適用于沿層方向排列有均勻尺寸的檢測(cè)元件的多層型檢測(cè)器，也可適用于沿層方向排列有多個(gè)尺寸不同的檢測(cè)元件的不均勻間距的多層型檢測(cè)器。
數(shù)據(jù)收集裝置(DAS(data acquisition system))107將檢測(cè)器102輸出到每個(gè)通道的信號(hào)變換成電壓信號(hào)，放大并變換成數(shù)字信號(hào)。該數(shù)據(jù)(也稱(chēng)為純?cè)紨?shù)據(jù))被提供給架臺(tái)裝置1外部的控制臺(tái)2?？刂婆_(tái)2的預(yù)處理部202對(duì)數(shù)據(jù)收集裝置107輸出的數(shù)據(jù)(純?cè)紨?shù)據(jù))實(shí)施偏差校正、基準(zhǔn)校正、靈敏度校正等校正處理。預(yù)處理后的純?cè)紨?shù)據(jù)通常稱(chēng)為原始數(shù)據(jù)。這里，將純?cè)紨?shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)總稱(chēng)為“投影數(shù)據(jù)”。
投影數(shù)據(jù)使表示數(shù)據(jù)收集時(shí)的X射線(xiàn)管101的旋轉(zhuǎn)角度的視角(VIEW)、表示通道號(hào)、列號(hào)(根據(jù)情況為床板302的位置)的各代碼相關(guān)聯(lián)，與心電計(jì)106的心電圖數(shù)據(jù)(心電信號(hào))一起存儲(chǔ)于控制臺(tái)2的投影數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部203中。使投影數(shù)據(jù)與心電信號(hào)(或心電圖信息)相關(guān)聯(lián)(本領(lǐng)域技術(shù)人員也稱(chēng)為建立同步)。投影數(shù)據(jù)和心電信號(hào)可以物理地或個(gè)別地存儲(chǔ)于1個(gè)或2個(gè)以上的存儲(chǔ)媒體的一個(gè)中，也可在1個(gè)存儲(chǔ)媒體中具有投影數(shù)據(jù)、心電信號(hào)各自的存儲(chǔ)區(qū)域。
除了上述預(yù)處理部202及投影數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部203，控制臺(tái)2還具有掃描控制部201、圖像重建處理部206、檢查計(jì)劃設(shè)定部207、圖像存儲(chǔ)部209、顯示部210、系統(tǒng)控制部212。
圖像重建處理部206根據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部203中的心電圖信號(hào)(或由系統(tǒng)控制部212求出的心率)、投影數(shù)據(jù)，執(zhí)行心電同步重建。圖像重建處理部206具備半重建功能、分段重建功能作為心電同步重建。
在半重建中，需要X射線(xiàn)管覆蓋180度+α(α是扇狀X射線(xiàn)的扇形角)的投影數(shù)據(jù)群。在分段重建法中，投影數(shù)據(jù)群由多個(gè)投影數(shù)據(jù)集(也稱(chēng)為多個(gè)分段)構(gòu)成。多個(gè)投影數(shù)據(jù)集分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)心跳周期。多個(gè)投影數(shù)據(jù)集分別是在以檢查計(jì)劃設(shè)定部207指定的特定心跳相位(重建中心相位)為中心的、具有規(guī)定時(shí)間寬度的特定期間內(nèi)收集的投影數(shù)據(jù)的集合。
例如，在“期望的特定心跳相位65％”、“分段重建”、“分段數(shù)(投影數(shù)據(jù)集數(shù))3”的情況下，從連續(xù)的或離散的3個(gè)心跳周期中選擇在以65％的心跳相位為中心的規(guī)定期間內(nèi)收集的3個(gè)投影數(shù)據(jù)集。3個(gè)投影數(shù)據(jù)集覆蓋180度+扇形角。
如圖4所例示的那樣，在3個(gè)投影數(shù)據(jù)集(分段)A、B、C間產(chǎn)生部分重疊時(shí)，即在多個(gè)分段之間存在相同視角(X射線(xiàn)管的角度)的投影數(shù)據(jù)時(shí)，圖像重建處理部206不是針對(duì)每個(gè)視角選擇任意一方的投影數(shù)據(jù)，而是針對(duì)每個(gè)視角使一個(gè)分段的投影數(shù)據(jù)和另一個(gè)分段的投影數(shù)據(jù)加權(quán)相加。對(duì)應(yīng)于心率相對(duì)地確定權(quán)值。心率越低，權(quán)值越高，心率越高，權(quán)值越低。即，心跳期間越長(zhǎng)，權(quán)值越高，心跳期間越短，權(quán)值越低。由此可取得減少運(yùn)動(dòng)偽影的效果。例如，由下式確定權(quán)值。根據(jù)在分段A的數(shù)據(jù)收集時(shí)的心率HRA和在與分段A部分重疊的分段B的數(shù)據(jù)收集時(shí)的心率HRB，分段A的投影數(shù)據(jù)的權(quán)值WA為WA＝((HRA+HRB)-HRA)/(HRA+HRB)＝HRB/(HRA+HRB)分段B的投影數(shù)據(jù)的權(quán)值WB如下WB＝((HRA+HRB)-HRB)/(HRA+HRB)＝HRA/(HRA+HRB)例如，在收集分段A時(shí)的心率是90bps、收集分段B時(shí)的心率是75bps時(shí)，將分段A的投影數(shù)據(jù)的權(quán)值WA設(shè)定為0.45，將分段B的投影數(shù)據(jù)的權(quán)值WB設(shè)定為0.55。
權(quán)值不限于與心率對(duì)應(yīng)。例如，使權(quán)值與相對(duì)于圖像重建所需的角度范圍(180度+α)、投影數(shù)據(jù)集各自所占的比例相對(duì)應(yīng)。適用于比例較高的投影數(shù)據(jù)集內(nèi)的投影數(shù)據(jù)的權(quán)值設(shè)定得比適用于比例較低的投影數(shù)據(jù)集內(nèi)的投影數(shù)據(jù)的權(quán)值高。例如，在收集分段A時(shí)的心率是90bps、收集分段B時(shí)的心率是75bps時(shí)，將分段A的投影數(shù)據(jù)的權(quán)值WA設(shè)定為0.3，將分段B的投影數(shù)據(jù)的權(quán)值WB設(shè)定為0.7。
在本實(shí)施方式中，分段重建的分段數(shù)可由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定，但設(shè)為根據(jù)從心電計(jì)106(或存儲(chǔ)部203)取得的平均心率、或由系統(tǒng)控制部212取得的平均心率和掃描速度(旋轉(zhuǎn)支架103的旋轉(zhuǎn)速度)等自動(dòng)地確定。
圖像重建處理部206根據(jù)所選擇或所收集的投影數(shù)據(jù)集重建圖像。圖像重建處理部206可具備扇形束重建處理功能或錐形束重建處理功能其中之一，但在本實(shí)施方式中，具備扇形束重建處理功能及錐形束重建處理功能這兩者，使用由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定的重建處理功能中的至少一個(gè)，重建斷層像等圖像。
并且，在本實(shí)施方式中，在由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定了錐形束重建處理時(shí)，圖像重建處理部206與螺旋掃描并行，使用扇形束重建，無(wú)論由檢查計(jì)劃設(shè)定部207指定的、所要重建的心跳相位如何(在上述例子中不只是65％，還包含其他相位，即0～100％的投影數(shù)據(jù))，都根據(jù)收集到的投影數(shù)據(jù)，連接不斷地重建斷層像。
然后，圖像重建處理部206在螺旋掃描結(jié)束后或在后臺(tái)，根據(jù)為了重建上述重建對(duì)象的心跳相位的斷層像而選擇的投影數(shù)據(jù)，利用錐形束重建來(lái)重建斷層像(或3維圖像)。由此，顯示部210可跟蹤螺旋掃描，幾乎實(shí)時(shí)地顯示斷層像，在螺旋掃描結(jié)束后，可顯示比實(shí)時(shí)顯示的斷層像更嚴(yán)密的圖像。
在本實(shí)施方式中，如后所述，在掃描過(guò)程中變更(調(diào)制)X射線(xiàn)量，但操作者在實(shí)際中難以判斷掃描中X射線(xiàn)量是否被變更。在本實(shí)施方式中，由于使用計(jì)算量少的扇形束重建、與掃描并行地對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行重建處理，所以可幾乎實(shí)時(shí)地重建斷層像。斷層像的圖像SD隨著X射線(xiàn)量的調(diào)制而變化。由于操作者通常是X射線(xiàn)技師，所以根據(jù)實(shí)時(shí)地顯示的斷層像的圖像SD的變化可識(shí)別X射線(xiàn)量的調(diào)制。另外，通過(guò)在掃描結(jié)束后在顯示部210上顯示雖然計(jì)算量多、但為正確的斷層像的、通過(guò)錐形束重建得到的斷層像，可利用比扇形束重建法更正確的斷層像進(jìn)行診斷。
與掃描并行地進(jìn)行扇形束重建的對(duì)象的投影數(shù)據(jù)可以是由檢查計(jì)劃設(shè)定部207指定的全部檢測(cè)元件列收集的投影數(shù)據(jù)，但為了提高計(jì)算速度，最好是使X射線(xiàn)檢測(cè)器102的1列的檢測(cè)元件列(例如層方向的中央列，如果是64列的多路檢測(cè)器，則為中央的32列或33列)的投影數(shù)據(jù)、或X射線(xiàn)檢測(cè)器102的多列的檢測(cè)元件列的投影數(shù)據(jù)(例如層方向的中央多個(gè)列。如果是64列的多路檢測(cè)器，則為中央的第31列、第32列、第33列、第34列)相加后得到的數(shù)據(jù)。另外，為了與掃描并行地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)重建，也可以替代進(jìn)行上述的扇形束重建，不是根據(jù)由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定的數(shù)據(jù)收集方式的全部檢測(cè)元件列的數(shù)據(jù)、而是根據(jù)其中一部分列(1列或多列)的檢測(cè)元件列的數(shù)據(jù)，通過(guò)錐形束重建處理，重建斷層像?；谶@樣的一部分檢測(cè)元件列的數(shù)據(jù)的錐形束重建處理也可提高計(jì)算速度。
錐形束重建處理最好是利用例如被稱(chēng)為Feldkamp法的重建方法，進(jìn)行基于投影數(shù)據(jù)的圖像重建。Feldkamp重建法是將在層方向(Z軸方向)上較寬的對(duì)象區(qū)域視為多個(gè)三維像素(voxel)集合體，為了產(chǎn)生X射線(xiàn)吸收系數(shù)的3維分布數(shù)據(jù)(以下稱(chēng)為“體數(shù)據(jù)(多個(gè)三維像素?cái)?shù)據(jù)立體(3維)集合而成)”)，而以扇形束卷積反投影法(convolution backprojection)為基礎(chǔ)改進(jìn)后的近似重建法。即，F(xiàn)eldkamp重建法將數(shù)據(jù)視為扇形投影數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積，然后沿相對(duì)于旋轉(zhuǎn)中心軸對(duì)應(yīng)于實(shí)際錐形角傾斜的光線(xiàn)進(jìn)行反投影。另外，作為錐形束重建處理，也可3維地處理投影數(shù)據(jù)，進(jìn)行錐形平行(コンパラ)變換(重新排列成平行波束)，根據(jù)重新排列后的投影數(shù)據(jù)，進(jìn)行3維反投影。
另外，扇形束重建處理例如利用扇形束卷積反投影法，在反投影中，假定X射線(xiàn)(光線(xiàn))正交于X射線(xiàn)管101的旋轉(zhuǎn)軸(假定由方向垂直于Z軸方向的X射線(xiàn)得到投影數(shù)據(jù))，根據(jù)投影數(shù)據(jù)重建圖像。
重建后的斷層像暫時(shí)存儲(chǔ)于圖像存儲(chǔ)部209中，并在顯示部210上顯示?；蛘撸鶕?jù)操作者的指示，變換成任意斷面的斷層像、來(lái)自任意方向的投影像、通過(guò)潤(rùn)色處理產(chǎn)生的特定臟器的3維表面圖像等所謂的虛擬3維圖像數(shù)據(jù)，并經(jīng)由圖像存儲(chǔ)部209，在顯示部210上顯示。
檢查計(jì)劃設(shè)定部207具備鍵盤(pán)、各種開(kāi)關(guān)和鼠標(biāo)等，具有用于由操作者設(shè)定檢查計(jì)劃的用戶(hù)接口功能。檢查計(jì)劃設(shè)定部207具有用于支持檢查計(jì)劃的顯示部(相對(duì)于顯示部210獨(dú)立或一體)，在顯示部210上顯示的設(shè)定畫(huà)面上選擇、生成檢查計(jì)劃。作為檢查計(jì)劃而設(shè)定的參數(shù)包括用于收集檢查對(duì)象部位、程序、被檢體(患者)的數(shù)據(jù)的掃描條件、用于進(jìn)行圖像重建的重建條件、顯示重建后的圖像時(shí)的顯示條件、呼吸練習(xí)時(shí)或掃描期間的聲音的產(chǎn)生定時(shí)等。
設(shè)定對(duì)象的檢查對(duì)象部件包括頭部、胸部、腹部、腰部、下肢等，但在本實(shí)施方式中，在檢查計(jì)劃設(shè)定部207的設(shè)定畫(huà)面上顯示多個(gè)檢查對(duì)象部位，從其中選擇胸部(如果選擇對(duì)象中有心臟，則為心臟)。
作為程序，包括從掃描起到圖像重建為止的程序、從掃描起到圖像傳送為止的程序、從掃描起到圖像記錄為止的程序等，但在本實(shí)施方式中，由檢查計(jì)劃設(shè)定部207選擇從掃描起到圖像顯示為止的程序。
作為掃描條件，包括掃描類(lèi)型、表示掃描的收集方式的數(shù)據(jù)收集方式、重建范圍、與心電同步掃描有關(guān)的條件等。在本實(shí)施方式中，作為掃描類(lèi)型，準(zhǔn)備常規(guī)掃描、螺旋掃描、動(dòng)態(tài)掃描這3種。在本實(shí)施方式中，用層數(shù)×層厚表示數(shù)據(jù)收集方式，事先存儲(chǔ)“64×0.5”、“32×0.5”這2種條件，在檢查計(jì)劃設(shè)定部207中可選擇任意一種。這里，選擇“64×0.5”，即由0.5mm用檢測(cè)元件列同時(shí)收集64層。預(yù)先存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)收集方式不限于上述2種，也可以是3種以上。另外，就數(shù)值而言，如果X射線(xiàn)檢測(cè)器102的結(jié)構(gòu)不同，則當(dāng)然不同。重建范圍也被稱(chēng)為掃描期間，在本實(shí)施方式中，在檢查計(jì)劃設(shè)定部207中輸入、設(shè)定開(kāi)始位置、結(jié)束位置。
在本實(shí)施方式中，作為與心電同步掃描有關(guān)的條件，在檢查計(jì)劃設(shè)定部207中設(shè)定與所要重建的心跳相位、心率變動(dòng)范圍、心電同步重建模式(半重建/分段重建中的任意一種)、螺旋螺距、標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的X射線(xiàn)量有關(guān)的條件等。在選擇了常規(guī)掃描以及動(dòng)態(tài)掃描時(shí)不設(shè)定螺旋螺距。心率(Heart rate)也可表示為每1分鐘期間內(nèi)換算的心率、從某個(gè)R波起到下一個(gè)R波為止的間隔(R-R間隔)。這里，將心率變動(dòng)范圍稱(chēng)為心率變動(dòng)范圍。
重建心跳相位以“％”或“msec(毫秒)”設(shè)定?！埃ァ笔窃谛碾妶D上設(shè)某個(gè)R波的位置為0％、下一個(gè)R波的位置為100％，用0～100％使從R波起到下一個(gè)R波為止的期間標(biāo)準(zhǔn)化，從而表現(xiàn)該期間的位置?！癿sec”表現(xiàn)以R波為基準(zhǔn)的延遲時(shí)間(掃描延遲時(shí)間)。在本實(shí)施方式中，由檢查計(jì)劃設(shè)定部207用％進(jìn)行設(shè)定，在系統(tǒng)控制部212中在掃描前自動(dòng)變換成延遲時(shí)間，掃描控制部201在掃描過(guò)程中以延遲時(shí)間ms為基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行控制。
所要重建的心跳相位例如是操作者想要重建的中心相位，使用檢查計(jì)劃設(shè)定部207的鍵盤(pán)等以任意的數(shù)值輸入，或在顯示畫(huà)面上顯示掃描前收集到的心電圖，并通過(guò)映射到心電圖上來(lái)進(jìn)行設(shè)定。作為設(shè)定心跳相位，為減少運(yùn)動(dòng)偽影，最好為65～85％當(dāng)中的任意一個(gè)。在本實(shí)施方式中，由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定75％作為所要重建的心跳相位。
心率變動(dòng)范圍也可由操作者使用檢查計(jì)劃設(shè)定部207，以數(shù)值輸入例如70～80bpm。也可以如圖3A所示，在表示時(shí)間和心率關(guān)系的曲線(xiàn)上用線(xiàn)形游標(biāo)設(shè)定。以數(shù)值輸入心率變動(dòng)范圍時(shí)，最好在顯示畫(huà)面上顯示掃描前多次心跳的心率代表值(例如呼吸練習(xí)期間即聲音產(chǎn)生期間、檢查計(jì)劃設(shè)定等時(shí)的中央值、平均值、最大心率、最小心率中的任意一個(gè)或組合等)作為參考信息。由此，操作者可有效地設(shè)定心率變動(dòng)范圍。另外，在表示時(shí)間和心率關(guān)系的曲線(xiàn)上進(jìn)行設(shè)定時(shí)，可以如圖3A所示與心電圖并列地顯示，也可以不顯示心電圖。
另外，心率變動(dòng)范圍也可以不是如上所述由操作者輸入或設(shè)定，而是象80～100bpm等那樣事先默認(rèn)確定范圍。
并且，如圖3B所示，心率變動(dòng)范圍也可以由系統(tǒng)控制部212根據(jù)掃描前的多次心跳的心率的上述代表值自動(dòng)地確定。例如，將由系統(tǒng)控制部212求出的呼吸練習(xí)期間或檢查計(jì)劃設(shè)定時(shí)的最大心率和最小心率確定為心率變動(dòng)范圍，或?qū)膾呙枨扒蟪龅男穆手腥サ糇畲蠛妥钚〉膸讉€(gè)心率后的最大心率和最小心率確定為心率變動(dòng)范圍，或?qū)⒁話(huà)呙枨扒蟪龅钠骄祷蛑醒胫禐橹行牡睦?0或30bpm的范圍確定為心率變動(dòng)范圍。
另外，心率變動(dòng)范圍也可實(shí)現(xiàn)如下的半自動(dòng)化在顯示部上默認(rèn)顯示在系統(tǒng)控制部212中求出的掃描前的心率集中適當(dāng)?shù)男穆首儎?dòng)范圍(例如最小心率、最大心率)，并由操作者使用鍵盤(pán)等進(jìn)行編輯。
在本實(shí)施方式中，設(shè)為由操作者使用檢查計(jì)劃設(shè)定部207以數(shù)值輸入、設(shè)定心率變動(dòng)范圍。最好是在該設(shè)定前，檢查計(jì)劃設(shè)定部207在顯示畫(huà)面上起動(dòng)用于設(shè)定與心電同步掃描有關(guān)的條件的導(dǎo)航畫(huà)面，至少與心率變動(dòng)范圍的輸入欄一起，顯示所有重建的心跳相位的輸入欄、與X射線(xiàn)量有關(guān)的條件的輸入欄、心電同步重建模式(半重建/分段重建)的選擇欄、上述代表值信息顯示欄。由此，操作者可識(shí)別并輸入與心電同步掃描有關(guān)的條件和其他條件，所以可防止誤操作。
作為與標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的X射線(xiàn)量有關(guān)的條件，包括管電流、管電壓等，操作者在檢查計(jì)劃設(shè)定部207中輸入例如管電壓135kv、管電流350mA等數(shù)值。通常，管電流由燈絲電流控制。
所謂標(biāo)準(zhǔn)掃描期間，是指以在特定心跳相位的設(shè)定中使用的心跳周期為基準(zhǔn)，根據(jù)被檢體的心率的變動(dòng)范圍，擴(kuò)展了以特定心跳相位為中心的具有規(guī)定時(shí)間寬度的分段期間后的期間。或者，所謂標(biāo)準(zhǔn)掃描期間，是指根據(jù)被檢體的心率的變動(dòng)范圍，擴(kuò)展了針對(duì)被檢體以平均心跳周期為基準(zhǔn)設(shè)定的分段期間后的期間。另外，將分段期間定義為收集重建斷層像所需的投影數(shù)據(jù)集的期間。
具體地說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的始點(diǎn)與對(duì)應(yīng)于最大心率(最短心跳周期)的分段期間的始點(diǎn)一致，標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的終點(diǎn)與對(duì)應(yīng)于最小心率(最長(zhǎng)心跳周期)的分段期間的終點(diǎn)一致。
在該標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的范圍內(nèi)將X射線(xiàn)維持為高射線(xiàn)量。即使被檢體的心率變動(dòng)，也允許維持高射線(xiàn)量。從標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的任意時(shí)刻都可取出高SNR的投影數(shù)據(jù)集?？梢愿鶕?jù)高SNR的投影數(shù)據(jù)集產(chǎn)生高畫(huà)質(zhì)的斷層像。
為方便說(shuō)明而使用了標(biāo)準(zhǔn)掃描期間這樣的表述，也可表述為第1期間等。以下將在心跳期間內(nèi)除去標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的期間稱(chēng)為低射線(xiàn)量掃描期間(或第2期間)。另外，第2期間也可以是停止產(chǎn)生X射線(xiàn)的期間。
另外，在檢查計(jì)劃設(shè)定部207中也可以輸入標(biāo)準(zhǔn)掃描期間以及低X射線(xiàn)量掃描期間這兩者的管電壓及管電流(這時(shí)，最好限制成不能設(shè)定低X射線(xiàn)量掃描期間的管電流值比標(biāo)準(zhǔn)X射線(xiàn)掃描期間的管電流值大的管電流值)。在本實(shí)施方式中，設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的管電壓、管電流。由此，可防止操作者的誤操作，并且減輕操作者的負(fù)擔(dān)。
另外，作為重建條件，檢查計(jì)劃設(shè)定部207輸入重建方式(扇形束重建/錐形束重建)、重建層厚、重建間隔等。在本實(shí)施方式中，設(shè)定扇形束重建作為重建方式。
另外，檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定窗口等級(jí)、窗口寬度等作為圖像顯示條件。
這樣，由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定的檢查計(jì)劃被發(fā)送給系統(tǒng)控制部212。系統(tǒng)控制部212具有用于實(shí)現(xiàn)由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定的檢查計(jì)劃的程序，控制掃描控制部201、投影數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部203、圖像重建處理部206等。利用該系統(tǒng)控制部212的統(tǒng)括控制，實(shí)現(xiàn)從掃描到圖像重建的一系列程序。
系統(tǒng)控制部212從存儲(chǔ)部203讀出與掃描同步地由心電計(jì)106收集的心電圖數(shù)據(jù)(心電信號(hào))，從心電圖數(shù)據(jù)中抽出例如R波。另外，系統(tǒng)控制部212從存儲(chǔ)部203讀出在掃描開(kāi)始前由心電計(jì)106收集的心電圖數(shù)據(jù)，求出多次心跳的心率(心率)。進(jìn)而，系統(tǒng)控制部212根據(jù)多次心跳的心率，取得上述代表值(心率的平均值、最大心率、最小心率等)。
進(jìn)而，系統(tǒng)控制部212根據(jù)由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定的、所要重建的心跳相位及心率范圍(心率變動(dòng)范圍)，確定使用在該設(shè)定部207中設(shè)定的管電流值進(jìn)行掃描的標(biāo)準(zhǔn)X射線(xiàn)量掃描期間(掃描所要重建的心跳相位及裕度/誤差范圍時(shí)的管電流值的期間)、和以比該掃描期間低的管電流值進(jìn)行掃描的低X射線(xiàn)量掃描期間(比標(biāo)準(zhǔn)X射線(xiàn)量掃描期間的管電流值低的管電流值的期間)。最好是利用從R波的延遲時(shí)間來(lái)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)X射線(xiàn)量掃描期間及以低X射線(xiàn)量掃描期間。另外，系統(tǒng)控制部212可以根據(jù)檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定的、所要重建的心跳相位及心率變動(dòng)范圍，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)X射線(xiàn)量掃描期間以及低X射線(xiàn)量掃描期間，但最好是具有存儲(chǔ)部，根據(jù)由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定的、所要重建的心跳相位及心率變動(dòng)范圍，確定標(biāo)準(zhǔn)X射線(xiàn)量掃描期間以及低X射線(xiàn)量掃描期間，其中該存儲(chǔ)部用于使標(biāo)準(zhǔn)X射線(xiàn)量掃描期間以及低X射線(xiàn)量掃描期間與所要重建的心跳相位及心率范圍相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)。
這里，使用圖2詳細(xì)地說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)X射線(xiàn)量掃描期間(設(shè)定管電流值的期間)以及低X射線(xiàn)量掃描期間(進(jìn)行調(diào)制的低管電流值的期間)的確定方法。
圖2A表示在掃描前例如呼吸練習(xí)時(shí)的心率(心率)的變化，圖2B表示實(shí)際掃描被檢體時(shí)的心率的變化，圖2C以實(shí)際掃描時(shí)收集的R波為基準(zhǔn)，表示在掃描前得到的最大心率的心電圖，圖2D以實(shí)際掃描時(shí)收集的R波為基準(zhǔn)，表示在掃描前得到的最小心率的心電圖。另外，圖中涂黑的方形標(biāo)記表示所要重建的心跳相位。
如圖2B所示，設(shè)掃描時(shí)的心率變化為60bpm、60bpm、83bpm、83bpm、83bpm。當(dāng)設(shè)操作者想要進(jìn)行圖像重建的相位為R波的75％時(shí)，理想的是僅對(duì)涂黑的方形標(biāo)記以標(biāo)準(zhǔn)X射線(xiàn)量(圖2E中的300mAs的X射線(xiàn)量)曝射X射線(xiàn)，對(duì)其他期間不曝射X射線(xiàn)。但是，無(wú)法正確地知道掃描時(shí)的心率在掃描前如何變化。
因此，本方法根據(jù)在掃描前收集的多個(gè)周期的心率，預(yù)測(cè)掃描期間的心率的誤差范圍。這里，如圖2A所示，由于掃描前的練習(xí)時(shí)的心率變化為60bpm、60bpm、83bpm、83bpm、90bpm，所以?huà)呙钑r(shí)的心率變動(dòng)可預(yù)測(cè)為最大心率是90bpm，最小心率是60bpm。尤其是，由于呼吸練習(xí)期間與實(shí)際掃描時(shí)同樣地由被檢體進(jìn)行屏息，所以使用呼吸練習(xí)期間多個(gè)周期的心率來(lái)預(yù)測(cè)掃描時(shí)的心率變動(dòng)范圍、即最大心率及最小心率是有效的。
然后，根據(jù)在掃描中同步收集的心電信息對(duì)R波進(jìn)行拾波，以該R波為基準(zhǔn)，設(shè)最大心率90bpm的重建心跳相位的75％為標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的開(kāi)始位置，設(shè)最小心率60bpm的重建心跳相位的75％為標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的結(jié)束位置，其余的確定為低X射線(xiàn)量掃描期間。這些開(kāi)始位置、結(jié)束位置換算為從R波的延遲時(shí)間。標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的X射線(xiàn)量(或者，包含管電流值及管電壓值中的至少管電流值的、與X射線(xiàn)量有關(guān)的條件)適用由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定的管電流值。低X射線(xiàn)量掃描期間的X射線(xiàn)量或與X射線(xiàn)量有關(guān)的條件也可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的設(shè)定條件自動(dòng)地確定。具體地說(shuō)，低X射線(xiàn)量掃描期間的X射線(xiàn)量或與X射線(xiàn)量有關(guān)的條件預(yù)定為標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的X射線(xiàn)量或與X射線(xiàn)量有關(guān)的條件的約1/3～1/2(例如在標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的設(shè)定管電流值為300mAs、設(shè)定管電壓值為135KV時(shí)，使低X射線(xiàn)量掃描期間的管電流值為設(shè)定管電流值的1/3100mAs，管電壓值與設(shè)定管電壓值相等為135KV)，或?qū)⒌蚗射線(xiàn)量掃描期間的與X射線(xiàn)量有關(guān)的條件預(yù)定為固定值(例如，管電流值為90mAs、管電壓值為125KV)。
在圖2的例子中說(shuō)明了使用最大心率、最小心率的期間設(shè)定方法，但心率變動(dòng)范圍不限于最大心率、最小心率，如上所述，當(dāng)讓也可適用從在掃描前求出的全部心率中去掉最大和最小的幾個(gè)心率后的最大心率和最小心率、離在掃描前求出的平均值或中央值規(guī)定范圍(例如若設(shè)平均值為70bpm，則為其前后10bpm的60～80bpm)等各種值。
另外，本實(shí)施方式說(shuō)明的是可以在檢查計(jì)劃設(shè)定部207中對(duì)心率變動(dòng)范圍設(shè)定任意范圍的例子，但也可以是在操作者輸入的數(shù)值范圍或線(xiàn)形游標(biāo)的范圍比閾值大時(shí)，使得不能確定該范圍(確定檢查計(jì)劃)，以便不能使用該調(diào)制。這是因?yàn)?，?shí)際的患者在掃描時(shí)，心率變動(dòng)范圍很少超過(guò)15～30bpm，心率變動(dòng)范圍大的患者被推測(cè)為產(chǎn)生心率不齊，所以最好是不直接使用那樣的值。
系統(tǒng)控制部212根據(jù)如上所述確定的標(biāo)準(zhǔn)掃描期間、或標(biāo)準(zhǔn)掃描期間和低X射線(xiàn)量掃描期間，向掃描控制部201提供用于控制X射線(xiàn)量的調(diào)制的X射線(xiàn)控制信號(hào)。例如，在X射線(xiàn)控制信號(hào)為L(zhǎng)OW(低)電平時(shí)，從高電壓產(chǎn)生裝置104向X射線(xiàn)管101施加低射線(xiàn)量用的管電壓、管電流，并從X射線(xiàn)管101產(chǎn)生低X射線(xiàn)量的X射線(xiàn)。另一方面，由于在X射線(xiàn)控制信號(hào)為HIGH(高)電平時(shí)，從高電壓產(chǎn)生裝置104向X射線(xiàn)管101施加高射線(xiàn)量用的管電壓、管電流(這里是由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定的管電壓值、低管電流值)，所以從X射線(xiàn)管101產(chǎn)生高X射線(xiàn)量的X射線(xiàn)。系統(tǒng)控制部212在低X射線(xiàn)量掃描期間，將X射線(xiàn)控制信號(hào)設(shè)置成LOW電平，另一方面，在標(biāo)準(zhǔn)掃描期間，將X射線(xiàn)控制信號(hào)設(shè)置成HIGH電平。由此，X射線(xiàn)在低X射線(xiàn)量掃描期間以低射線(xiàn)量曝射，在標(biāo)準(zhǔn)掃描期間以高射線(xiàn)量曝射，所以即使在掃描中被檢體的心率變動(dòng)，也可確實(shí)地得到重建所期望的心跳相位所必需的投影數(shù)據(jù)，并且可實(shí)現(xiàn)不用于診斷的期間的低受曝射化。
另外，如上所述，系統(tǒng)控制部212進(jìn)行控制，以便在標(biāo)準(zhǔn)掃描期間用高X射線(xiàn)量掃描、在低X射線(xiàn)量掃描期間用低X射線(xiàn)量掃描，但高電壓產(chǎn)生裝置104提供給X射線(xiàn)管101的管電流等(或X射線(xiàn)量)不是從低X射線(xiàn)量掃描期間向標(biāo)準(zhǔn)掃描期間急劇地轉(zhuǎn)換。即系統(tǒng)控制部212如圖2E所示，在低X射線(xiàn)量掃描期間和標(biāo)準(zhǔn)掃描期間之間具有過(guò)渡期間，來(lái)自高電壓產(chǎn)生裝置104的管電流等(或X射線(xiàn)量)慢慢地變化。另外，系統(tǒng)控制部212進(jìn)行控制，以便除了由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定的情況外，使低X射線(xiàn)量掃描期間的管電流不在預(yù)定的閾值(管電流值)以下。這是為了在從低X射線(xiàn)量掃描期間向標(biāo)準(zhǔn)掃描期間急劇地增加管電流、或相反地從標(biāo)準(zhǔn)掃描期間向低X射線(xiàn)量掃描期間急劇地降低管電流時(shí)，防止由于向X射線(xiàn)管101或高電壓產(chǎn)生裝置104造成過(guò)負(fù)荷而引起的故障的要因。
系統(tǒng)控制部212除了對(duì)掃描控制部201進(jìn)行X射線(xiàn)量調(diào)整的控制之外，還統(tǒng)括進(jìn)行旋轉(zhuǎn)支架103的旋轉(zhuǎn)控制、床板302的移動(dòng)控制，為此向掃描控制部201提供控制信號(hào)。接收到該信號(hào)后，掃描控制部201根據(jù)控制信號(hào)執(zhí)行各種控制，收集投影數(shù)據(jù)。將投影數(shù)據(jù)與視角、X射線(xiàn)檢測(cè)器102的通道號(hào)、列號(hào)和心電信號(hào)(心電圖數(shù)據(jù))相關(guān)聯(lián)地暫時(shí)存儲(chǔ)于投影數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部203中。圖像重建處理部206對(duì)存儲(chǔ)于投影數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部203中的投影數(shù)據(jù)，與掃描并行地使用扇形束重建法，連接不斷地重建斷層像數(shù)據(jù)，在掃描結(jié)束之后(或在后臺(tái))使用錐形束重建法，重建全部掃描期間的斷層像數(shù)據(jù)。由圖像重建處理部206重建的斷層像數(shù)據(jù)經(jīng)由圖像存儲(chǔ)部209提供給顯示部210，并在顯示部210上顯示。
下面，說(shuō)明這樣構(gòu)成的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置的動(dòng)作。
使用本實(shí)施方式的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置的心臟檢查大致按呼吸練習(xí)、檢查計(jì)劃設(shè)定、掃描、圖像重建、其他處理這樣的流程進(jìn)行。
首先，操作者在掃描前使被檢體進(jìn)行呼吸練習(xí)。呼吸練習(xí)時(shí)在被檢體上安裝電極，用心電計(jì)106確認(rèn)正在正確地收集心電圖信號(hào)。操作者如果可確認(rèn)心電計(jì)106收集心電圖信號(hào)，則按照設(shè)置于本裝置中的呼吸練習(xí)功能進(jìn)行呼吸練習(xí)。操作者使用檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定屏息時(shí)間。接著，在操作者使用檢查計(jì)劃設(shè)定部207指示開(kāi)始后，從架臺(tái)裝置1產(chǎn)生“請(qǐng)吸氣”、“請(qǐng)屏息”、“請(qǐng)停止”等聲音。心電計(jì)106收集聲音產(chǎn)生期間、即呼吸練習(xí)期間的心電信息，發(fā)送到控制臺(tái)2?？刂婆_(tái)2將接收到的心電信息經(jīng)由存儲(chǔ)部203發(fā)送到系統(tǒng)控制部212。系統(tǒng)控制部212求出在呼吸練習(xí)期間每1個(gè)周期(R波-R波之間)的心率。
接著，操作者在設(shè)置于本裝置中的檢查計(jì)劃支持功能中制定被檢體心臟檢查的檢查計(jì)劃。具體地說(shuō)，在檢查計(jì)劃設(shè)定部207中，選擇胸部(選擇對(duì)象中如果有心臟，則為心臟)作為檢查對(duì)象部位。在選擇心臟作為檢查對(duì)象部位后，在檢查計(jì)劃設(shè)定部207的設(shè)定畫(huà)面上顯示心臟用的詳細(xì)參數(shù)支持信息。操作者一邊參照該支持信息，一邊使用檢查計(jì)劃設(shè)定部207的鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等輸入掃描條件、重建條件等。作為掃描條件，輸入和設(shè)定掃描類(lèi)型(這里是螺旋掃描)、數(shù)據(jù)收集方式(由0.5mm用的檢測(cè)元件列同時(shí)收集64層/由1.0mm用的檢測(cè)元件列同時(shí)收集32層)、作為重建范圍的開(kāi)始位置和結(jié)束位置、與心電同步掃描有關(guān)的條件等。作為重建條件，包括重建方式(扇形束重建法/錐形束重建法)、重建層數(shù)、重建層厚等。在本實(shí)施方式中，選擇扇形束重建法作為重建方式。
作為與心電同步掃描有關(guān)的條件，設(shè)定所要重建的心跳相位、心率變動(dòng)范圍、重建模式(半重建/分段重建)、螺旋螺距、掃描速度、與標(biāo)準(zhǔn)掃描范圍的X射線(xiàn)量有關(guān)的條件(管電流、管電壓)。
選擇這樣的檢查計(jì)劃并點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕后，與所選擇的檢查計(jì)劃有關(guān)的信息被傳送到系統(tǒng)控制部212。
系統(tǒng)控制部212根據(jù)由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定的、所要重建的心跳相位及心率變動(dòng)范圍，確定標(biāo)準(zhǔn)X射線(xiàn)量掃描期間及低X射線(xiàn)量掃描期間。系統(tǒng)控制部212求出標(biāo)準(zhǔn)X射線(xiàn)量掃描期間及低X射線(xiàn)量掃描期間作為從R波的延遲時(shí)間。
在操作者確認(rèn)正在用心電計(jì)106收集心電圖信號(hào)后，由檢查計(jì)劃設(shè)定部207進(jìn)行檢查開(kāi)始指示。接收到該開(kāi)始指示信號(hào)后，系統(tǒng)控制部212控制掃描控制部201、投影數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部203、圖像重建處理部206等。
掃描控制部201控制架臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置105及床驅(qū)動(dòng)裝置301，架臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置105使旋轉(zhuǎn)支架103旋轉(zhuǎn)，使其達(dá)到由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定的掃描速度，床驅(qū)動(dòng)裝置301將床板302移動(dòng)至掃描開(kāi)始位置之前(螺旋掃描的助跑位置)。
然后，在旋轉(zhuǎn)支架103的速度達(dá)到設(shè)定速度后，床驅(qū)動(dòng)裝置301使床板302沿層方向(Z軸方向)滑動(dòng)。在床板302的滑動(dòng)速度達(dá)到恒定時(shí)，從高電壓產(chǎn)生裝置104向X射線(xiàn)管101提供由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定的管電壓、管電流，從而曝射X射線(xiàn)。
當(dāng)從高電壓產(chǎn)生裝置104向X射線(xiàn)管101提供管電壓、管電流時(shí)，系統(tǒng)控制部212執(zhí)行如下處理。
系統(tǒng)控制部212從存儲(chǔ)部203讀出與掃描同步地用心電計(jì)106收集的心電圖數(shù)據(jù)(心電信號(hào))，根據(jù)心電圖數(shù)據(jù)(心電信號(hào))連接不斷地對(duì)R波進(jìn)行拾波。然后，系統(tǒng)控制部212根據(jù)同步收集的心電信號(hào)的R波、所確定的標(biāo)準(zhǔn)掃描期間以及低X射線(xiàn)量掃描期間中的從R波的延遲時(shí)間，將用于X射線(xiàn)量調(diào)制控制的X射線(xiàn)控制信號(hào)發(fā)送到掃描控制部201。掃描控制部201在標(biāo)準(zhǔn)掃描期間中的從R波的延遲時(shí)間內(nèi)，發(fā)送表示HIGH電平的X射線(xiàn)控制信號(hào)，以曝射高X射線(xiàn)量，在低X射線(xiàn)量掃描期間中的從R波的延遲時(shí)間內(nèi)發(fā)送表示LOW電平的X射線(xiàn)控制信號(hào)，以曝射低X射線(xiàn)量。
高電壓產(chǎn)生裝置104接收來(lái)自?huà)呙杩刂撇?01的X射線(xiàn)控制信號(hào)，如果該信號(hào)是HIGH電平，則將檢查計(jì)劃設(shè)定部207所設(shè)定的管電壓、管電流提供給X射線(xiàn)管101。另一方面，如果來(lái)自?huà)呙杩刂撇?01的X射線(xiàn)控制信號(hào)是LOW電平，則高電壓產(chǎn)生裝置104例如使管電壓與HIGH電平相同，并提供管電流值為HIGH電平的約1/3的管電流。由此，在標(biāo)準(zhǔn)掃描期間(期間)從X射線(xiàn)管101曝射高X射線(xiàn)量的X射線(xiàn)，在低X射線(xiàn)量掃描期間(期間)曝射低X射線(xiàn)量的X射線(xiàn)。在從標(biāo)準(zhǔn)掃描期間向低X射線(xiàn)量掃描期間移動(dòng)時(shí)，在過(guò)渡期間內(nèi)管電流(X射線(xiàn)量)慢慢下降，在低X射線(xiàn)量期間達(dá)到上述1/3的管電流值(X射線(xiàn)量)，另一方面，在從低X射線(xiàn)量掃描期間向標(biāo)準(zhǔn)掃描期間移動(dòng)時(shí)，在過(guò)渡期間內(nèi)管電流(X射線(xiàn)量)慢慢上升，在標(biāo)準(zhǔn)掃描期間達(dá)到設(shè)定的管電流值(X射線(xiàn)量)。
這樣，在檢查計(jì)劃設(shè)定部207所設(shè)定的數(shù)據(jù)收集方式下，由心電計(jì)106進(jìn)行的心電信號(hào)的收集與螺旋掃描并行執(zhí)行，在螺旋掃描中調(diào)制(調(diào)制)X射線(xiàn)量。
透過(guò)被檢體后的X射線(xiàn)在X射線(xiàn)檢測(cè)器102中被檢測(cè)，并變換成模擬電信號(hào)的投影數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)收集電路107變換成數(shù)字電信號(hào)的投影數(shù)據(jù)之后，經(jīng)由未圖示的數(shù)據(jù)傳送部發(fā)送到預(yù)處理部202，接受各種校正處理。
使投影數(shù)據(jù)與表示數(shù)據(jù)收集時(shí)的X射線(xiàn)管101的旋轉(zhuǎn)角度的視角(VIEW)、通道號(hào)、列號(hào)等相關(guān)聯(lián)，并與心電計(jì)106的心電圖數(shù)據(jù)(心電信號(hào))一起存儲(chǔ)于控制臺(tái)2的投影數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部203中。
圖像重建處理部206與螺旋掃描并行地根據(jù)由檢查計(jì)劃設(shè)定部207所設(shè)定的數(shù)據(jù)收集方式(全部檢測(cè)元件列)中的一部分檢測(cè)元件列收集的投影數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)重建，連續(xù)地重建斷層像，顯示部210連續(xù)地顯示重建后的斷層像。然后，圖像重建處理部206在螺旋掃描結(jié)束之后或在后臺(tái)，對(duì)與檢查計(jì)劃設(shè)定部207指定的所要重建的心跳相位相關(guān)的數(shù)據(jù)(這里是利用分段重建收集的同一心跳相位的投影數(shù)據(jù))進(jìn)行加權(quán)，使用錐形束重建，以設(shè)定圖像間距以及設(shè)定圖像層厚來(lái)重建由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定的重建范圍內(nèi)的多個(gè)斷層像，顯示部210顯示錐形束重建后的斷層像。
這樣，在本實(shí)施方式中，當(dāng)在心電同步掃描中調(diào)制X射線(xiàn)量時(shí)，通過(guò)不僅掃描重建所指定的重建心跳相位所需的期間，而且在設(shè)定X射線(xiàn)條件下掃描余裕期間，即使被檢體的心率(R-R間隔)有變動(dòng)，也可實(shí)現(xiàn)被檢體的受曝射的減少，并且可以以操作者期望的X射線(xiàn)量(即期望的S/N圖像)得到重建心跳相位的投影數(shù)據(jù)。
另外，在本實(shí)施方式中，通過(guò)根據(jù)在掃描前收集的多個(gè)心率及操作者指定的重建心跳相位來(lái)確定標(biāo)準(zhǔn)掃描期間，可進(jìn)行預(yù)測(cè)了掃描時(shí)的心率變動(dòng)、即誤差范圍的掃描，所以可實(shí)現(xiàn)被檢體的受曝射的減少，確實(shí)得到操作者期望的重建心跳相位的數(shù)據(jù)。
另外，在本實(shí)施方式中，根據(jù)呼吸練習(xí)期間的多個(gè)心率確定標(biāo)準(zhǔn)掃描期間。由于掃描時(shí)與呼吸練習(xí)期間同樣地進(jìn)行屏息，所以可高精度地預(yù)測(cè)心率的變動(dòng)范圍。
另外，在本實(shí)施方式中，從在掃描前收集的多個(gè)心率中對(duì)最大心率及最小心率進(jìn)行拾波，用作心率變動(dòng)范圍，所以可提高掃描時(shí)的心率變動(dòng)范圍的預(yù)測(cè)精度。
另外，在本實(shí)施方式中，可以由操作者僅設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)掃描期間以及低射線(xiàn)量掃描期間當(dāng)中的標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的X射線(xiàn)條件(管電壓及管電流)，所以可防止在標(biāo)準(zhǔn)掃描期間設(shè)定低X射線(xiàn)用的X射線(xiàn)條件、在低射線(xiàn)量掃描期間設(shè)定高X射線(xiàn)用的X射線(xiàn)條件這樣的差錯(cuò)。
另外，在本實(shí)施方式中，與螺旋掃描并行，根據(jù)由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定的數(shù)據(jù)收集方式的全部檢測(cè)元件列當(dāng)中的一部分檢測(cè)元件列收集的投影數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)重建，連續(xù)地重建斷層像，并在顯示部210上連續(xù)地顯示重建后的斷層像，在螺旋掃描結(jié)束后或在后臺(tái)，根據(jù)與由檢查計(jì)劃設(shè)定部207指定的所要重建的心跳相位有關(guān)的投影數(shù)據(jù)，使用錐形束重建來(lái)重建斷層像。由此，操作者可實(shí)時(shí)地確認(rèn)斷層像，所以可根據(jù)圖像SD的變化，確認(rèn)是否正在進(jìn)行X射線(xiàn)量的調(diào)制。另外，在掃描結(jié)束后，可根據(jù)正確的斷層像進(jìn)行診斷。
并且，在本實(shí)施方式中，通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)掃描期間和低X射線(xiàn)量掃描期間之間設(shè)置過(guò)渡期間、或者設(shè)置限制以使低X射線(xiàn)量掃描期間的管電流不在某值以下，可避免對(duì)X射線(xiàn)管101等施加過(guò)度負(fù)荷，所以可防止故障。
本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，在實(shí)施階段，可在不脫離其要旨的范圍內(nèi)使構(gòu)成要素變形來(lái)付諸具體實(shí)施。另外，可以利用上述實(shí)施方式中公開(kāi)的多個(gè)構(gòu)成要素的適當(dāng)組合，來(lái)形成各種發(fā)明。也可以從實(shí)施方式中示出的全部構(gòu)成要素中刪除幾個(gè)構(gòu)成要素。
例如，在上述實(shí)施方式中，在標(biāo)準(zhǔn)掃描期間以設(shè)定X射線(xiàn)條件的X射線(xiàn)量來(lái)掃描，在低X射線(xiàn)量掃描期間以比標(biāo)準(zhǔn)掃描期間(設(shè)定X射線(xiàn)條件)低的X射線(xiàn)量來(lái)掃描，但也可以在低X射線(xiàn)量掃描期間停止、遮蔽曝射在被檢體上的X射線(xiàn)，或在低X射線(xiàn)量掃描期間設(shè)置X射線(xiàn)量為零的期間。
另外，在上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定、或由系統(tǒng)控制部212確定心率變動(dòng)范圍。但心跳變動(dòng)范圍不一定需要設(shè)定、確定。取而代之，可以由檢查計(jì)劃設(shè)定部207不僅以所要重建的心跳相位為中心相位，而且輸入、設(shè)定余裕相位，或根據(jù)所要重建的心跳相位來(lái)確定余裕相位。由此，可對(duì)至少1個(gè)心率中的重建中心相位所需的數(shù)據(jù)額外地以高X射線(xiàn)量進(jìn)行掃描，所以即使在掃描中存在少許心率變動(dòng)，也可實(shí)現(xiàn)受曝射的減少，同時(shí)重建所期望的重建中心相位的圖像，從而可省去輸入、設(shè)定心率變動(dòng)范圍的勞動(dòng)。
另外，也可以不根據(jù)呼吸練習(xí)等時(shí)的掃描前的心電信息來(lái)設(shè)定心率變動(dòng)范圍，而是根據(jù)在掃描過(guò)程中收集的1次心跳以上的心率，確定心率變動(dòng)范圍(或直接確定標(biāo)準(zhǔn)掃描期間)。
另外，也可以根據(jù)掃描前及掃描時(shí)兩者的心電信息，確定心率變動(dòng)范圍。在系統(tǒng)控制部212根據(jù)在掃描過(guò)程中并行收集的心電信息求出的心率超過(guò)掃描前確定的心率變動(dòng)范圍時(shí)，此后即使在掃描途中也不進(jìn)行X射線(xiàn)調(diào)制，而是維持設(shè)定管電流、管電壓的X射線(xiàn)量。由此，即使萬(wàn)一患者在掃描中產(chǎn)生心率不齊等時(shí)，也可得到所要重建的心跳相位的數(shù)據(jù)。
并且，也可以不象本實(shí)施方式那樣由操作者輸入心率變動(dòng)范圍，而是由系統(tǒng)控制部212根據(jù)在掃描前收集并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部203中的心電數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算多個(gè)周期的心率，自動(dòng)地設(shè)定心率變動(dòng)范圍。這時(shí)，以自動(dòng)設(shè)定的心率變動(dòng)范圍作為基準(zhǔn)的心率不限于最大心率、最小心率，也可以是平均值或中央值。
另外，也可以不將心率變動(dòng)范圍(例如最大心率、最小心率)中與重建心跳相位一一對(duì)應(yīng)的期間確定為標(biāo)準(zhǔn)掃描期間，而是以設(shè)定管電流值掃描向標(biāo)準(zhǔn)掃描期間增加了若干裕量(例如百分之幾、幾msec)后的期間。
另外，在檢查計(jì)劃設(shè)定部207的顯示部上，限定顯示與屏息練習(xí)期間的一部分心率(例如從屏息開(kāi)始的幾次心跳、屏息結(jié)束之前的幾次心跳)有關(guān)的信息，或限定顯示一部分心跳相位的心電圖。然后，使操作者參照該顯示來(lái)設(shè)定心率或想要重建的心跳相位。如圖3所示，心率具有在屏息開(kāi)始之后心率最大，然后慢慢降低，臨近屏息結(jié)束時(shí)達(dá)到最小HR的傾向。因此，若如本變形例那樣構(gòu)成，則操作者在對(duì)應(yīng)于最大心率或最小心率的心電圖上設(shè)定重建心跳相位，所以只要考慮比最大心率低的誤差/比最小心率高的誤差即可。這時(shí)，系統(tǒng)控制部212對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)掃描期間中，設(shè)由操作者指定的心率或心電圖為最大心率，低于其10～20bpm的心率計(jì)算為最小心率，將對(duì)應(yīng)于最大心率的時(shí)刻確定為標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的開(kāi)始時(shí)刻，將對(duì)應(yīng)于計(jì)算出的最小心率的時(shí)刻確定為結(jié)束時(shí)刻。在顯示屏息結(jié)束之前的幾次心跳的心率或心電圖時(shí)，設(shè)由操作者指定的心率或心電圖為最小心率，高于其10～20bpm的心率計(jì)算為最大心率，將對(duì)應(yīng)于最小心率的時(shí)刻確定為標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的結(jié)束時(shí)刻，將對(duì)應(yīng)于計(jì)算出的最大心率的時(shí)刻確定為開(kāi)始時(shí)刻。
并且，在本實(shí)施方式中示出標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的X射線(xiàn)量(或管電流值)為恒定，但也可多階段地改變標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的X射線(xiàn)量。例如，也可以設(shè)標(biāo)準(zhǔn)掃描期間中規(guī)定視角(例如45度-135度、225度-270度)為高一些的X射線(xiàn)量(管電流值)，其他視角(例如315度-45度、135度-225度)低一些，根據(jù)通過(guò)用于重建范圍定位用搜索(スカウト)像的搜索掃描收集到的投影數(shù)據(jù)，多階段地設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的管電流值。
另外，在本實(shí)施方式中，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的設(shè)定管電流值確定低X射線(xiàn)量掃描期間的管電流值，或由檢查計(jì)劃設(shè)定部207設(shè)定，但不限于此。例如，在根據(jù)通過(guò)用于在心臟掃描前謀求造影劑流入定時(shí)的預(yù)掃描、即在射線(xiàn)量比心臟掃描低的心臟的上流側(cè)(例如頸部)進(jìn)行的監(jiān)視掃描而得到的投影數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)重建斷層像，并在顯示部210上顯示CT值或來(lái)自屏蔽(マスク)像的增加值時(shí)，也可決定成設(shè)監(jiān)視掃描的管電流值為下限，設(shè)標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的設(shè)定管電流值為上限，在上限和下限之間改變低X射線(xiàn)量掃描期間的管電流值。由此，操作者可以不需確定標(biāo)準(zhǔn)掃描期間、監(jiān)視掃描期間以及低X射線(xiàn)量掃描期間的3種管電流值，所以可減輕操作者的X射線(xiàn)條件的勞動(dòng)。
并且，在本實(shí)施方式中，收集2次心跳以上的分段(片(パツチ))進(jìn)行分段重建，但由于心率、旋轉(zhuǎn)速度等的關(guān)系而可能會(huì)收集不需要的片。例如，可在第1心跳、第2心跳、第4心跳這3個(gè)分段中收集半掃描大小(108度+扇形角)的投影數(shù)據(jù)時(shí)，第3心跳與第1心跳的一部分和第2心跳的一部分重疊，但為了收集第4心跳的分段的投影數(shù)據(jù)，對(duì)第3心跳的心跳相位也曝射了X射線(xiàn)。這種情況下，系統(tǒng)控制部212進(jìn)行控制以便以標(biāo)準(zhǔn)掃描期間的管電流值對(duì)第1心跳、第2心跳、第4心跳這3個(gè)分段(心跳相位)進(jìn)行掃描，但以低射線(xiàn)量掃描的管電流值對(duì)第3心跳的分段(心跳相位)進(jìn)行掃描。即，系統(tǒng)控制部212在分段重建中，在分段間的重疊部分大時(shí)，對(duì)于至少1個(gè)以上分段(心跳相位)，不是確定為標(biāo)準(zhǔn)掃描期間，而是確定為低X射線(xiàn)量掃描期間。換言之，在多次收集同一視角(片)的數(shù)據(jù)時(shí)，將多次中的至少1次不設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)掃描期間，而設(shè)為低X射線(xiàn)量掃描期間。由此，可實(shí)現(xiàn)被檢體的受曝射的進(jìn)一步降低。
(實(shí)施方式2)下面，參照

本發(fā)明的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置(也稱(chēng)為X射線(xiàn)CT或CT掃描儀)的第2實(shí)施方式。X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置包括X射線(xiàn)管和放射線(xiàn)檢測(cè)器一體地繞被檢體周?chē)D(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)(ROTATE/ROTATE)型；和將多個(gè)檢測(cè)元件排列成環(huán)狀，僅X射線(xiàn)管繞被檢體周?chē)D(zhuǎn)的固定/旋轉(zhuǎn)(STATIONARY/ROTATE)型等各種類(lèi)型，任意一種類(lèi)型都可適用本發(fā)明。這里，作為當(dāng)前占主流的旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)型進(jìn)行說(shuō)明。
另外，重建法包括全重建法、半重建法、分段重建法。這些重建法重建1層斷層像數(shù)據(jù)所需的角度范圍不同。將X射線(xiàn)管旋轉(zhuǎn)重建1層斷層像數(shù)據(jù)所需的角度范圍所需的時(shí)間稱(chēng)為時(shí)間分辨率。全重建法為了重建1層斷層像數(shù)據(jù)，需要在X射線(xiàn)管旋轉(zhuǎn)360度的期間內(nèi)收集到的投影數(shù)據(jù)。半重建法為了重建1層斷層像數(shù)據(jù)，需要在X射線(xiàn)管旋轉(zhuǎn)(180度+α)的期間內(nèi)收集到的投影數(shù)據(jù)。α表示X射線(xiàn)的擴(kuò)展角，即扇形角。分段重建法是在分段數(shù)為n時(shí)，從連續(xù)或離散的n個(gè)心跳周期中收集{(180/n)度+α/n}范圍內(nèi)的投影數(shù)據(jù)，并湊齊(180度+α)大小的投影數(shù)據(jù)的方法，提供該分段重建法的時(shí)間分辨率作為X射線(xiàn)管旋轉(zhuǎn){(180/n)度+α/n}的角度范圍所需的時(shí)間。本發(fā)明可適用于任意一種重建方式。這里，以半掃描法為例來(lái)說(shuō)明。
另外，在將入射X射線(xiàn)變換成電荷的機(jī)制中，主流是用閃爍器等熒光體將X射線(xiàn)變換成光、進(jìn)而用光電二極管等光電變換元件將該光變換成電荷的間接變換形，以及利用由X射線(xiàn)生成半導(dǎo)體內(nèi)的電子空穴對(duì)并向其電極移動(dòng)的光導(dǎo)電現(xiàn)象的直接變換形。作為X射線(xiàn)檢測(cè)元件，可采用上述任意一種方式，但這里，作為前者的間接變換形進(jìn)行說(shuō)明。另外，近年來(lái)，想要在旋轉(zhuǎn)環(huán)上安裝X射線(xiàn)管和X射線(xiàn)檢測(cè)器的多個(gè)對(duì)的所謂多管球型X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置的產(chǎn)品化正在進(jìn)行，其周邊技術(shù)的開(kāi)發(fā)也正在進(jìn)行。無(wú)論是以前的一管球型X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，還是多管球型X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，本發(fā)明可適用于任意一種。這里，作為一管球型進(jìn)行說(shuō)明。
圖5示出本實(shí)施方式的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置的結(jié)構(gòu)。該X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置具有為了收集與被檢體有關(guān)的投影數(shù)據(jù)而構(gòu)成的架臺(tái)1。架臺(tái)1具有X射線(xiàn)管10和多通道型X射線(xiàn)檢測(cè)器23。將X射線(xiàn)管10和多通道型X射線(xiàn)檢測(cè)器23按夾著中央部分的開(kāi)口部、互相相對(duì)的位置關(guān)系，安裝于由架臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置25旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的圓環(huán)形的旋轉(zhuǎn)支架12上。在掃描時(shí)，將載置于床2的床板2a上的被檢體P插入開(kāi)口部中。為了檢測(cè)被檢體P的心電圖，在被檢體P上安裝心電計(jì)22。
與多通道型X射線(xiàn)檢測(cè)器23相鄰設(shè)置參照X射線(xiàn)檢測(cè)器24。未透過(guò)被檢體的X射線(xiàn)射入?yún)⒄誜射線(xiàn)檢測(cè)器24中。參照X射線(xiàn)檢測(cè)器24檢測(cè)由X射線(xiàn)管10產(chǎn)生后幾乎未受衰減的X射線(xiàn)的輸出強(qiáng)度，并產(chǎn)生其數(shù)據(jù)(以下稱(chēng)為X射線(xiàn)輸出數(shù)據(jù))。參照X射線(xiàn)檢測(cè)器24可替換成可產(chǎn)生表示X射線(xiàn)輸出強(qiáng)度的X射線(xiàn)輸出數(shù)據(jù)的其他構(gòu)成要素，例如測(cè)量X射線(xiàn)管10的管電流的電流計(jì)(圖6的11-1)，或測(cè)量X射線(xiàn)管10的燈絲電流的電流計(jì)(圖6的11-2)。
如圖6所示，在玻璃管10-1內(nèi)的置于真空狀態(tài)下的陰極10-3和陽(yáng)極10-2之間，由高電壓產(chǎn)生器21的管電壓產(chǎn)生部21-1施加高電壓(管電壓)。從高電壓產(chǎn)生器21的燈絲電流產(chǎn)生部21-2向X射線(xiàn)管10的燈絲10-4提供燈絲電流。由于燈絲電流的供給而產(chǎn)生的熱電子在高電壓下加速，與陽(yáng)極10-2的鎢靶碰撞，從而產(chǎn)生X射線(xiàn)。
返回圖5。通常被稱(chēng)為DAS(data acquisition system)的數(shù)據(jù)收集裝置26將從檢測(cè)器23輸出到每個(gè)通道的信號(hào)變換成電壓信號(hào)，放大并進(jìn)而變換成數(shù)字信號(hào)。將該數(shù)據(jù)提供給架臺(tái)外部的計(jì)算機(jī)單元3。
計(jì)算機(jī)單元3的預(yù)處理單元34對(duì)從數(shù)據(jù)收集裝置26輸出的數(shù)據(jù)(原始數(shù)據(jù))實(shí)施靈敏度校正等校正處理，輸出投影數(shù)據(jù)。將該投影數(shù)據(jù)發(fā)送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3的投影數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置37，與時(shí)間代碼一起存儲(chǔ)。心電計(jì)22的心電圖數(shù)據(jù)也存儲(chǔ)于投影數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置37中。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3由上述預(yù)處理單元34和投影數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置37以及系統(tǒng)控制器29、輸入器39、顯示器38、掃描控制器30、重建單元36、R波檢測(cè)部42、X射線(xiàn)輸出控制專(zhuān)家系統(tǒng)43、X射線(xiàn)輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部41構(gòu)成。重建單元36對(duì)應(yīng)于全重建處理、半重建處理、分段重建處理中的任意一種，但這里作為半重建處理進(jìn)行說(shuō)明。R波檢測(cè)部42具備從心電計(jì)22的心電圖數(shù)據(jù)中典型地檢測(cè)R波作為特征波的功能；和根據(jù)該R波的周期，重復(fù)測(cè)量被檢體P的心率的功能。
X射線(xiàn)輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部41與時(shí)間代碼一起存儲(chǔ)由上述參照X射線(xiàn)檢測(cè)器24產(chǎn)生的X射線(xiàn)輸出數(shù)據(jù)。
X射線(xiàn)輸出控制專(zhuān)家系統(tǒng)43具有如下功能即，按照操作者經(jīng)由輸入器39以百分率表述所指定的、期望進(jìn)行圖像重建的心跳相位，在被檢體的心跳周期內(nèi)以時(shí)間(毫秒)表述來(lái)設(shè)定特定期間的功能，并且具有根據(jù)與圖像重建所需的投影數(shù)據(jù)的角度范圍相對(duì)應(yīng)的時(shí)間寬度(時(shí)間分辨率)以及X射線(xiàn)的上升時(shí)間，對(duì)該特定期間進(jìn)行擴(kuò)展處理的功能；和將擴(kuò)展處理后的特定期間的數(shù)據(jù)提供給掃描控制器30的功能。掃描控制器30根據(jù)擴(kuò)展處理后的特定期間的數(shù)據(jù)，執(zhí)行心電同步掃描。即，以心電圖的R波為基準(zhǔn)，在特定期間從X射線(xiàn)管10產(chǎn)生X射線(xiàn)，在特定期間以外的期間停止X射線(xiàn)?；蛘?，以心電圖的R波為基準(zhǔn)，在特定期間從X射線(xiàn)管10以較高的強(qiáng)度產(chǎn)生X射線(xiàn)，在特定期間以外的期間以較低的強(qiáng)度產(chǎn)生X射線(xiàn)。利用管電壓和燈絲電流中的任意一個(gè)或其組合來(lái)控制X射線(xiàn)的產(chǎn)生/停止或X射線(xiàn)的調(diào)制。這里，作為X射線(xiàn)的調(diào)制進(jìn)行說(shuō)明。另外，也可在特定期間以外的期間，停止產(chǎn)生X射線(xiàn)。
將上述X射線(xiàn)的上升時(shí)間定義為X射線(xiàn)強(qiáng)度從幾乎為零的值開(kāi)始達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度值(較高輸出值)的例如90％的值所需的時(shí)間，或從預(yù)定的較低強(qiáng)度值開(kāi)始達(dá)到預(yù)定的強(qiáng)度值(較高的輸出值)的例如90％的值所需的時(shí)間。這里說(shuō)明后者的例子。
如圖7所示，在系統(tǒng)控制器29的控制下，在掃描前的準(zhǔn)備階段，實(shí)施被檢體的屏息試驗(yàn)(練習(xí))(S11)，由心電計(jì)22測(cè)量至少包含該屏息試驗(yàn)期間的期間的心電圖。在R波檢測(cè)部42中，根據(jù)心電圖檢測(cè)R波(S12)。R波檢測(cè)部42在檢測(cè)R波的同時(shí)，測(cè)量R波的間隔作為心跳周期，確定屏息試驗(yàn)期間中的最短心跳周期和最長(zhǎng)心跳周期。心電圖如圖9所例示的那樣在顯示器38上顯示。在該畫(huà)面上，經(jīng)由輸入器39指定第1和第2至少這2個(gè)心跳相位(S13)。從第1心跳相位到第2心跳相位的期間是收集高SN比的投影數(shù)據(jù)、期望高畫(huà)質(zhì)的圖像重建的期間。典型地，以設(shè)單一心跳周期的整個(gè)期間為一百時(shí)的百分率(％)來(lái)指定心跳相位。例如，指定30％和80％。
X射線(xiàn)輸出控制專(zhuān)家系統(tǒng)43將以百分率指定的期間變換成從R波的經(jīng)過(guò)時(shí)間(毫秒)。如圖8所示，首先，根據(jù)最短心跳周期確定對(duì)應(yīng)于第1心跳相位(例如30％)的、從R波的經(jīng)過(guò)時(shí)間(稱(chēng)為第1時(shí)刻)(S14)。另一方面，根據(jù)最長(zhǎng)心跳周期確定對(duì)應(yīng)于第2心跳相位(例如80％)的、從R波的經(jīng)過(guò)時(shí)間(稱(chēng)為第2時(shí)刻)(S15)。
接著，X射線(xiàn)輸出控制專(zhuān)家系統(tǒng)43使期望用毫秒表現(xiàn)的高畫(huà)質(zhì)圖像的、從第1時(shí)刻起至第2時(shí)刻的期間(特定期間)的始點(diǎn)(第1時(shí)刻)提前重建1層斷層像數(shù)據(jù)所需的、這里是X射線(xiàn)管10旋轉(zhuǎn)(180度+α)所需的時(shí)間(時(shí)間分辨率)“Δt(180度+α)”的1/2的時(shí)間(S16)。X射線(xiàn)輸出控制專(zhuān)家系統(tǒng)43進(jìn)一步使該第1時(shí)刻提前預(yù)定的X射線(xiàn)上升時(shí)間(S17)。
同樣地，X射線(xiàn)輸出控制專(zhuān)家系統(tǒng)43使期望以毫秒表現(xiàn)的高畫(huà)質(zhì)圖像的、從第1時(shí)刻起至第2時(shí)刻的期間(特定期間)的終點(diǎn)(第2時(shí)刻)延遲時(shí)間分辨率“Δt(180度+α)”的1/2的時(shí)間(S18)。
這樣，通過(guò)在根據(jù)最短心跳周期確定特定期間的始點(diǎn)、根據(jù)最長(zhǎng)心跳周期確定終點(diǎn)的同時(shí)，根據(jù)時(shí)間分辨率和X射線(xiàn)上升時(shí)間來(lái)擴(kuò)展該特定期間，可以在心電同步掃描中減少?zèng)]有收集所期望的心跳相位的圖像重建所需的投影數(shù)據(jù)、或者沒(méi)有以預(yù)定的較高的SN比收集投影數(shù)據(jù)等情況的產(chǎn)生。
如圖9所示，X射線(xiàn)輸出控制專(zhuān)家系統(tǒng)43在屏息試驗(yàn)期間的心電圖上、在同一時(shí)間軸上顯示從在S16中確定的第1時(shí)刻起到在S18中確定的第2時(shí)刻的期間(重建所需的數(shù)據(jù)范圍)、以及從在S17中確定的第1時(shí)刻起到在S18中確定的第2時(shí)刻的期間(預(yù)定的X射線(xiàn)高輸出期間)。前者的期間是要求高畫(huà)質(zhì)圖像的期間，后者的期間表示以高強(qiáng)度輸出X射線(xiàn)的預(yù)定期間。操作者可在畫(huà)面上確認(rèn)兩期間的不一致。操作者通過(guò)操作輸入器39，可在必要時(shí)擴(kuò)展或縮短以高強(qiáng)度輸出X射線(xiàn)的預(yù)定期間。另外，替代從在S16中確定的第1時(shí)刻起到在S18中確定的第2時(shí)刻的期間(重建所需的數(shù)據(jù)范圍)，也可以顯示利用由被檢體的心電圖或特定波形序列指示的百分率確定的期間(要求高畫(huà)質(zhì)圖像的范圍)。
從X射線(xiàn)輸出控制專(zhuān)家系統(tǒng)43向掃描控制器30提供由X射線(xiàn)輸出控制專(zhuān)家系統(tǒng)43確定的、與從第1時(shí)刻到第2時(shí)刻的期間有關(guān)的數(shù)據(jù)。掃描控制器30等待安裝在輸入器39上的觸發(fā)按鈕的操作，開(kāi)始心電同步掃描(S19)。
掃描控制器30在心電同步掃描過(guò)程中進(jìn)行X射線(xiàn)調(diào)制控制。掃描控制器30在從由R波檢測(cè)器42檢測(cè)出的R波脈沖開(kāi)始經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后到達(dá)第1時(shí)刻的時(shí)刻，將X射線(xiàn)從低輸出調(diào)制成高輸出，并繼續(xù)該高輸出狀態(tài)，直到從R波脈沖開(kāi)始經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后到達(dá)第2時(shí)刻的時(shí)刻為止。掃描控制器30在從由R波檢測(cè)器42檢測(cè)出的R波脈沖開(kāi)始經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后到達(dá)第2時(shí)刻的時(shí)刻，將X射線(xiàn)從高輸出調(diào)制成低輸出。在每個(gè)心跳周期重復(fù)這樣的X射線(xiàn)輸出調(diào)制控制。
在該心電同步掃描的繼續(xù)期間中，將由數(shù)據(jù)收集裝置26收集到的投影數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3的投影數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置37中，與時(shí)間代碼一起存儲(chǔ)。心電計(jì)22的心電圖數(shù)據(jù)也存儲(chǔ)于投影數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置37中。另外，由參照X射線(xiàn)檢測(cè)器24產(chǎn)生的X射線(xiàn)輸出數(shù)據(jù)也與時(shí)間代碼一起存儲(chǔ)于X射線(xiàn)輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部41中(S21)。
在心電同步掃描的繼續(xù)期間中，掃描控制器30在被檢體的心率超過(guò)預(yù)定的上限心率時(shí)，或者之前心跳周期的心率比其前一個(gè)心跳周期的心率快、其差超過(guò)預(yù)定的上限心率差(例如19ppm)時(shí)，即之前心跳周期比其前一個(gè)心跳周期短得多時(shí)，此后中止X射線(xiàn)的輸出調(diào)制控制(S22)。如圖10所示，當(dāng)前時(shí)刻之前的心跳周期Sn的心率是48，其前一個(gè)心跳周期Sn-1的心率是68，兩者的心率差“20”超過(guò)了上限心率差“19”時(shí)，從此后的心跳周期Sn+1開(kāi)始中止X射線(xiàn)的輸出調(diào)制控制，穩(wěn)定地維持X射線(xiàn)的高輸出。通過(guò)該中止控制，即使產(chǎn)生心率不齊，也可避免數(shù)據(jù)丟失。
在滿(mǎn)足從屏息開(kāi)始經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間等預(yù)定的掃描結(jié)束條件的時(shí)刻，結(jié)束掃描(S23)。
如圖11所示，在掃描結(jié)束后，X射線(xiàn)輸出控制專(zhuān)家系統(tǒng)43顯示存儲(chǔ)于投影數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部37中的心電圖數(shù)據(jù)，并依據(jù)時(shí)間代碼，在同一時(shí)間軸上顯示從在S16中確定的第1時(shí)刻到在S18中確定的第2時(shí)刻的期間(重建所需的數(shù)據(jù)范圍)、以及在S21中根據(jù)存儲(chǔ)于X射線(xiàn)輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部41中的X射線(xiàn)輸出數(shù)據(jù)確定的、實(shí)際以高輸出產(chǎn)生X射線(xiàn)的期間(確保高畫(huà)質(zhì)的期間)(S24)。另外，替代從在S16中確定的第1時(shí)刻到在S18中確定的第2時(shí)刻的期間(重建所需的數(shù)據(jù)范圍)，也可顯示利用由被檢體的心電圖或特定波形序列指示的百分率確定的期間(要求高畫(huà)質(zhì)圖像的范圍)。
X射線(xiàn)輸出控制專(zhuān)家系統(tǒng)43自動(dòng)檢測(cè)出根據(jù)在S13中指定的百分率并針對(duì)每個(gè)心跳周期確定的、期望高畫(huà)質(zhì)圖像的期間部分偏離了在S21中根據(jù)存儲(chǔ)于X射線(xiàn)輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部41中的X射線(xiàn)輸出數(shù)據(jù)而確定的X射線(xiàn)的高輸出期間(確保高畫(huà)質(zhì)的期間)的心跳周期(S25)?；蛘撸部梢杂刹僮髡吲袛嗖⑹謩?dòng)指定該心跳周期。重建單元36除去在檢測(cè)出的心跳周期內(nèi)收集到的投影數(shù)據(jù)，進(jìn)行圖像重建(S26)。
根據(jù)本實(shí)施方式，可減少?zèng)]有收集所期望的心跳相位的圖像重建所需的投影數(shù)據(jù)、或者沒(méi)有以預(yù)定的較高的SN比收集投影數(shù)據(jù)等情況的產(chǎn)生。
對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，其它優(yōu)點(diǎn)和變更是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明在其較寬的方面不限于這里示出和描述的具體細(xì)節(jié)和代表性實(shí)施例。因此，在不脫離所附的權(quán)利要求及其等同方案所定義的總的發(fā)明構(gòu)思的精神或范圍的情況下，可進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，具備X射線(xiàn)源，產(chǎn)生X射線(xiàn)；X射線(xiàn)檢測(cè)器，為了產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)，檢測(cè)透過(guò)被檢體后的X射線(xiàn)；存儲(chǔ)部，將所述投影數(shù)據(jù)與所述被檢體的心電圖數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來(lái)存儲(chǔ)；設(shè)定部，根據(jù)操作者的指令設(shè)定特定心跳相位；重建部，根據(jù)在跨多個(gè)心跳周期的多個(gè)特定期間內(nèi)收集的多個(gè)投影數(shù)據(jù)集來(lái)重建圖像；確定部，根據(jù)所述被檢體的特定心跳相位和心率變動(dòng)范圍，確定以高X射線(xiàn)量掃描所述被檢體的第一期間；和控制部，控制所述X射線(xiàn)源的管電流，以便在所述第一期間內(nèi)以較高射線(xiàn)量產(chǎn)生X射線(xiàn)，在所述第一期間以外的第二期間內(nèi)以較低射線(xiàn)量產(chǎn)生X射線(xiàn)或停止產(chǎn)生X射線(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述心率變動(dòng)范圍根據(jù)多次心跳的心率來(lái)確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述心率變動(dòng)范圍根據(jù)操作者指令來(lái)確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述心率變動(dòng)范圍根據(jù)在所述投影數(shù)據(jù)的收集前取得的多個(gè)心率中的代表值來(lái)確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于將所述心率變動(dòng)范圍確定在呼吸練習(xí)期間的最大心率和最小心率的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述確定部根據(jù)所述被檢體的心率變動(dòng)范圍擴(kuò)展每個(gè)所述特定期間，將所述擴(kuò)展后的期間的始點(diǎn)設(shè)定在對(duì)應(yīng)于所述最大心率的期間的始點(diǎn)，將所述擴(kuò)展后的期間的終點(diǎn)設(shè)定在對(duì)應(yīng)于所述最小心率的期間的終點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述控制部控制所述X射線(xiàn)源的管電流，以便在所述擴(kuò)展后的特定期間和所述其他期間內(nèi)調(diào)制從所述高電壓產(chǎn)生裝置提供給所述X射線(xiàn)源的管電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述控制部依據(jù)操作者指示來(lái)確定所述特定期間的管電流值，并根據(jù)所述特定期間的管電流值，確定所述其他期間的管電流值。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述控制部在所述特定期間和所述其他期間之間，設(shè)置所述特定期間的管電流值和所述其他期間的管電流值之間的管電流值的過(guò)渡期間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于將所述特定心跳相位以及心率變動(dòng)范圍變換成以R波為基準(zhǔn)的延遲時(shí)間，所述控制部在變換后的延遲時(shí)間內(nèi)控制所述X射線(xiàn)源的管電流。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，還具備顯示部，顯示表示所述掃描前的心率的時(shí)間變化的曲線(xiàn)；和操作部，用于在所述曲線(xiàn)上指定心率變動(dòng)范圍。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述顯示部顯示表示至少包含最大心率或最小心率的一部分時(shí)間與心率的關(guān)系的曲線(xiàn)以及該曲線(xiàn)的對(duì)應(yīng)期間的心電圖。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述控制部在與所述投影數(shù)據(jù)的收集并行取得的心率脫離所述心率的變動(dòng)范圍時(shí)，控制所述管電流，以便在所述其他期間內(nèi)以所述高X射線(xiàn)量產(chǎn)生所述X射線(xiàn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述控制部在收集所述投影數(shù)據(jù)之前進(jìn)行用于謀求造影劑流入定時(shí)的預(yù)掃描時(shí)，控制所述高電壓產(chǎn)生部，以使所述其他期間的管電流值在所述特定期間的管電流值和所述預(yù)掃描時(shí)的管電流值的范圍內(nèi)變化。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述重建部在所述多個(gè)投影數(shù)據(jù)集之間把視角相同的投影數(shù)據(jù)加權(quán)相加。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述重建部對(duì)所述視角相同的投影數(shù)據(jù)適用與收集了所述投影數(shù)據(jù)的心跳周期的心率相對(duì)應(yīng)的權(quán)值。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于對(duì)在所述心率較高的心跳周期中收集到的投影數(shù)據(jù)適用的權(quán)值比對(duì)在所述心率較低的心跳周期中收集到的投影數(shù)據(jù)適用的權(quán)值低。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述重建部對(duì)所述視角相同的投影數(shù)據(jù)適用與相對(duì)于圖像重建所需的角度范圍、所述投影數(shù)據(jù)集各自所占的比例相對(duì)應(yīng)的權(quán)值。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于對(duì)所述比例較高的投影數(shù)據(jù)集內(nèi)的投影數(shù)據(jù)適用的權(quán)值比對(duì)所述比例較低的投影數(shù)據(jù)集內(nèi)的投影數(shù)據(jù)適用的權(quán)值高。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述投影數(shù)據(jù)通過(guò)螺旋掃描收集，與所述螺旋掃描并行，所述重建部根據(jù)所述X射線(xiàn)檢測(cè)器的至少一部分投影數(shù)據(jù)，通過(guò)實(shí)時(shí)重建來(lái)連續(xù)地重建斷層像，并在所述螺旋掃描結(jié)束后，根據(jù)投影數(shù)據(jù)，利用錐形束重建來(lái)重建圖像。
21.一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，具備存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)從被檢體收集到的心電信息；設(shè)定部，設(shè)定所述被檢體的所要重建的心跳相位；X射線(xiàn)源，向被檢體曝射X射線(xiàn)；X射線(xiàn)檢測(cè)器，檢測(cè)透過(guò)所述被檢體后的X射線(xiàn)；重建部，根據(jù)由所述檢測(cè)器檢測(cè)出的投影數(shù)據(jù)，重建由所述設(shè)定部設(shè)定的心跳相位的圖像；以及控制部，控制所述X射線(xiàn)源的管電流，以便以高X射線(xiàn)量掃描向重建所述設(shè)定部設(shè)定的心跳相位所需的期間加上余裕期間后的第1期間，并以低X射線(xiàn)量掃描第2期間或停止產(chǎn)生X射線(xiàn)。
22.一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，具備用于掃描被檢體的架臺(tái)，具有向被檢體曝射X射線(xiàn)的X射線(xiàn)源、以及檢測(cè)透過(guò)所述被檢體后的X射線(xiàn)的X射線(xiàn)檢測(cè)器；存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)從被檢體收集到的心電圖；設(shè)定部，設(shè)定重建所述被檢體的斷層像的心跳相位范圍；重建部，根據(jù)所述檢測(cè)器檢測(cè)出的投影數(shù)據(jù)，重建由所述設(shè)定部設(shè)定的心跳相位范圍中的特定相位的斷層像；以及控制部，控制所述X射線(xiàn)源的管電流，以便將與所述掃描并行取得的心電圖作為觸發(fā)，以高X射線(xiàn)掃描由所述設(shè)定部設(shè)定的心跳相位范圍，并以低X射線(xiàn)量掃描所述心電周期中除去所述心跳相位范圍后的范圍或停止產(chǎn)生X射線(xiàn)。
23.一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，具備掃描部，一邊調(diào)制X射線(xiàn)量一邊進(jìn)行螺旋掃描；重建部，與所述螺旋掃描并行，根據(jù)投影數(shù)據(jù)，利用扇形束重建來(lái)接連不斷地重建斷層像，并在所述螺旋掃描結(jié)束之后，根據(jù)投影數(shù)據(jù)，利用錐形束重建來(lái)重建圖像；以及顯示部，顯示與所述螺旋掃描并行、利用所述扇形束重建接連不斷地重建的斷層像，并在所述螺旋掃描結(jié)束之后，顯示利用所述錐形束重建所重建的圖像。
24.一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，具備用于掃描被檢體的掃描部，具有向被檢體曝射X射線(xiàn)的X射線(xiàn)源、以及檢測(cè)透過(guò)所述被檢體后的X射線(xiàn)的X射線(xiàn)檢測(cè)器；存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)與所述掃描并行地從被檢體收集到的心電圖；設(shè)定部，設(shè)定想要重建所述被檢體的圖像的心跳相位；重建部，根據(jù)由所述檢測(cè)器檢測(cè)出的投影數(shù)據(jù)，重建由所述設(shè)定部設(shè)定的心跳相位的圖像；和控制部，控制所述X射線(xiàn)源的管電流，以便根據(jù)與所述掃描并行地收集到的心電圖，在包含由所述設(shè)定部設(shè)定的心跳相位的規(guī)定范圍內(nèi)提高X射線(xiàn)量，并在除去該規(guī)定范圍的范圍內(nèi)降低X射線(xiàn)量或停止產(chǎn)生X射線(xiàn)。
25.一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，具備用于掃描被檢體的掃描部，具有向被檢體曝射X射線(xiàn)的X射線(xiàn)源、以及檢測(cè)透過(guò)所述被檢體后的X射線(xiàn)的X射線(xiàn)檢測(cè)器；存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)在所述掃描前以及與所述掃描并行地從被檢體收集到的心電圖信息；設(shè)定部，設(shè)定想要重建所述被檢體的圖像的心跳相位；重建部，根據(jù)由所述檢測(cè)器檢測(cè)出的投影數(shù)據(jù)，重建由所述設(shè)定部設(shè)定的心跳相位的圖像；和控制部，控制所述X射線(xiàn)源的管電流，以便將存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)部中的、與所述掃描并行取得的心電圖信息作為觸發(fā)，在根據(jù)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)部中的、在所述掃描前收集到的多個(gè)心率而確定的規(guī)定范圍內(nèi)提高X射線(xiàn)量，并在除去該規(guī)定范圍的范圍內(nèi)降低X射線(xiàn)量或停止產(chǎn)生X射線(xiàn)。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述控制部控制所述高電壓產(chǎn)生部，以便使除去所述規(guī)定范圍的范圍內(nèi)的X射線(xiàn)量不比規(guī)定值低。
27.一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，具備X射線(xiàn)源，產(chǎn)生X射線(xiàn)；X射線(xiàn)檢測(cè)器，為了產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)，檢測(cè)透過(guò)被檢體后的X射線(xiàn)；存儲(chǔ)部，將所述投影數(shù)據(jù)與所述被檢體的心電圖數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來(lái)存儲(chǔ)；相加處理部，在跨多個(gè)心跳周期的、以特定心跳相位為中心的多個(gè)特定期間內(nèi)收集到的多個(gè)投影數(shù)據(jù)集之間，把視角相同的投影數(shù)據(jù)加權(quán)相加；和重建部，根據(jù)所述加權(quán)相加后的多個(gè)投影數(shù)據(jù)集，重建圖像。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述重建部對(duì)所述視角相同的投影數(shù)據(jù)適用與收集了所述投影數(shù)據(jù)的心跳周期的心率相對(duì)應(yīng)的權(quán)值。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于對(duì)在所述心率較高的心跳周期中收集到的投影數(shù)據(jù)適用的權(quán)值比對(duì)在所述心率較低的心跳周期中收集到的投影數(shù)據(jù)適用的權(quán)值低。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述重建部對(duì)所述視角相同的投影數(shù)據(jù)適用與相對(duì)于圖像重建所需的角度范圍、所述投影數(shù)據(jù)集各自所占的比例相對(duì)應(yīng)的權(quán)值。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于對(duì)所述比例較高的投影數(shù)據(jù)集內(nèi)的投影數(shù)據(jù)適用的權(quán)值比對(duì)所述比例較低的投影數(shù)據(jù)集內(nèi)的投影數(shù)據(jù)適用的權(quán)值高。
32.一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，具備X射線(xiàn)源，產(chǎn)生X射線(xiàn)；X射線(xiàn)檢測(cè)器，為了產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)，檢測(cè)透過(guò)被檢體后的X射線(xiàn)；特定期間設(shè)定部，按照操作者的指示，在所述被檢體的心跳周期內(nèi)設(shè)定特定期間；重建部，根據(jù)在所述特定期間內(nèi)收集到的投影數(shù)據(jù)，重建圖像；擴(kuò)展處理部，根據(jù)與圖像重建所需的投影數(shù)據(jù)的角度范圍相對(duì)應(yīng)的時(shí)間寬度，擴(kuò)展所述特定期間；和控制部，按照所述擴(kuò)展后的特定期間，控制來(lái)自所述X射線(xiàn)管的X射線(xiàn)的產(chǎn)生/停止或強(qiáng)度調(diào)制。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述擴(kuò)展后的特定期間內(nèi)的X射線(xiàn)強(qiáng)度比所述擴(kuò)展后的特定期間以外的期間的X射線(xiàn)強(qiáng)度高。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于在所述擴(kuò)展后的特定期間內(nèi)產(chǎn)生X射線(xiàn)，在所述擴(kuò)展后的特定期間以外的期間停止X射線(xiàn)。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于將所述特定期間前后分別擴(kuò)展與所述圖像重建所需的投影數(shù)據(jù)的角度范圍相對(duì)應(yīng)的時(shí)間寬度的1/2的時(shí)間。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述特定期間的始期除了提前與所述圖像重建所需的投影數(shù)據(jù)的角度范圍相對(duì)應(yīng)的時(shí)間寬度的1/2的時(shí)間以外，還提前伴隨所述X射線(xiàn)的產(chǎn)生或調(diào)制的所述X射線(xiàn)的上升時(shí)間或與此相當(dāng)?shù)臅r(shí)間。
37.根據(jù)權(quán)利要求32所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于與所述圖像重建所需的投影數(shù)據(jù)的角度范圍相對(duì)應(yīng)的時(shí)間寬度是所述X射線(xiàn)管旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)于半重建法的(180度+扇形角)所需的時(shí)間。
38.根據(jù)權(quán)利要求32所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述特定期間的始期根據(jù)事先從所述被檢體取得的多個(gè)心跳周期中的最短時(shí)間來(lái)確定，所述特定期間的終期根據(jù)事先從所述被檢體取得的多個(gè)心跳周期中的最長(zhǎng)時(shí)間來(lái)確定。
39.根據(jù)權(quán)利要求32所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于將所述特定期間的始期和終期設(shè)定為從所述心電圖的特定波形起的經(jīng)過(guò)時(shí)間。
40.根據(jù)權(quán)利要求32所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述特定期間設(shè)定部將由所述操作者以設(shè)整個(gè)所述心跳周期為一百時(shí)的百分率來(lái)指示的所述特定期間的始期和末期變換成從所述心電圖的特定波形起的經(jīng)過(guò)時(shí)間。
41.根據(jù)權(quán)利要求32所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述控制部在所述被檢體的心率超過(guò)預(yù)先設(shè)定的上限數(shù)時(shí)，中止所述X射線(xiàn)的產(chǎn)生/停止或強(qiáng)度調(diào)制的控制。
42.根據(jù)權(quán)利要求32所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于所述控制部在所述被檢體的心率的變動(dòng)超過(guò)預(yù)先設(shè)定的上限數(shù)時(shí)，中止所述X射線(xiàn)的產(chǎn)生/停止或強(qiáng)度調(diào)制的控制。
43.根據(jù)權(quán)利要求40所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，還具備測(cè)量部，測(cè)量所述X射線(xiàn)管的輸出或反映該輸出的信號(hào)；和存儲(chǔ)部，將所述測(cè)量部的輸出數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)時(shí)間取得的信息一起存儲(chǔ)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于還具備下述部件與對(duì)應(yīng)于所述指示的百分率的、在重建中使用的數(shù)據(jù)范圍、以及根據(jù)所存儲(chǔ)的所述測(cè)量部的輸出數(shù)據(jù)確定的、所述X射線(xiàn)產(chǎn)生或維持高強(qiáng)度的期間一起，顯示所述被檢體的心電圖或所述特定波形序列。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于從圖像重建處理中除去在下述心跳周期中收集到的投影數(shù)據(jù)在該心跳周期中，在所述重建中使用的數(shù)據(jù)范圍被從根據(jù)所存儲(chǔ)的所述測(cè)量部的輸出數(shù)據(jù)確定的、所述X射線(xiàn)產(chǎn)生或維持高強(qiáng)度的期間排除。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于還具備指定部件，用于由操作者指定下述心跳周期在該心跳周期中，在所述重建中使用的數(shù)據(jù)范圍被從根據(jù)所存儲(chǔ)的所述測(cè)量部的輸出數(shù)據(jù)確定的、所述X射線(xiàn)產(chǎn)生或維持高強(qiáng)度的期間排除。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于還具備用于自動(dòng)抽取下述心跳周期的部件在該心跳周期中，在所述重建中使用的數(shù)據(jù)范圍被從根據(jù)所存儲(chǔ)的所述測(cè)量部的輸出數(shù)據(jù)確定的、所述X射線(xiàn)產(chǎn)生或維持高強(qiáng)度的期間排除。
48.根據(jù)權(quán)利要求43所述的X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于還具備下述部件與根據(jù)所述被檢體的心電圖或所述特定波形序列并利用所述指示的百分率來(lái)確定的期間、和根據(jù)所存儲(chǔ)的所述測(cè)量部的輸出數(shù)據(jù)確定的、所述X射線(xiàn)產(chǎn)生或維持高強(qiáng)度的期間一起，顯示所述被檢體的心電圖或所述特定波形序列。
49.一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，其特征在于，具備X射線(xiàn)源，產(chǎn)生X射線(xiàn)；X射線(xiàn)檢測(cè)器，為了產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)，檢測(cè)透過(guò)被檢體后的X射線(xiàn)；存儲(chǔ)部，將所述投影數(shù)據(jù)與所述被檢體的心電圖數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來(lái)存儲(chǔ)；設(shè)定部，根據(jù)操作者的指令設(shè)定特定心跳相位；重建部，根據(jù)在跨多個(gè)心跳周期的多個(gè)特定期間內(nèi)收集的多個(gè)投影數(shù)據(jù)集來(lái)重建圖像，其中所述特定期間與所述特定心跳相位相對(duì)應(yīng)；期間擴(kuò)展部，根據(jù)所述被檢體的心率變動(dòng)范圍，擴(kuò)展每個(gè)所述特定期間；和控制部，控制所述X射線(xiàn)源的管電流，以便以較高射線(xiàn)量產(chǎn)生X射線(xiàn)，并在所述擴(kuò)展后的特定期間以外的期間內(nèi)以較低射線(xiàn)量產(chǎn)生X射線(xiàn)或停止產(chǎn)生X射線(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，具備產(chǎn)生X射線(xiàn)的X射線(xiàn)源(101)；產(chǎn)生用于施加于X射線(xiàn)源的高電壓的高電壓產(chǎn)生部(104)；為產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)而檢測(cè)透過(guò)被檢體后的X射線(xiàn)的X射線(xiàn)檢測(cè)器(102)；將投影數(shù)據(jù)與被檢體的心電圖數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來(lái)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)部(203)；按照操作者的指令設(shè)定特定的心跳相位的設(shè)定部(212)；重建部(206)，根據(jù)在跨多個(gè)心跳周期的、以特定的心跳相位為中心的多個(gè)特定期間內(nèi)收集的多個(gè)投影數(shù)據(jù)集，重建斷層像；期間擴(kuò)展部(207)，根據(jù)被檢體的心率變動(dòng)范圍，擴(kuò)展特定期間；和控制部(212)，為了在擴(kuò)展后的特定期間內(nèi)以較高線(xiàn)量產(chǎn)生X射線(xiàn)，在擴(kuò)展后的特定期間以外的其他期間內(nèi)以較低線(xiàn)量產(chǎn)生X射線(xiàn)或停止產(chǎn)生X射線(xiàn)，控制高電壓產(chǎn)生部。
文檔編號(hào)G01N23/04GK1927123SQ200610151369
公開(kāi)日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月7日
發(fā)明者長(zhǎng)田清, 津雪昌快 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社