JP2013215480A - X-ray ct apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】管電圧を高速に切り替える場合においても、実効的な管電圧の切り替えタイミングに同期してデータを収集可能なX線CT装置を提供する。
【解決手段】X線管と、管電圧発生部と、X線検出器と、管電圧監視部と、データ収集部と、を備えたことを特徴とするX線CT装置である。X線管は、被検体に向けてX線を曝射する。管電圧発生部は、X線管に異なる管電圧を時分割で切り替えて印加する。X線検出器は、被検体を挟んでX線管に対応して配され、被検体を透過したX線を検出する。管電圧監視部は、時系列に沿った管電圧の変化を監視し、切り替えに対応して管電圧が実効的に切り替わるタイミングを特定する。データ収集部は、特定されたタイミングに同期して、異なる管電圧それぞれに基づく投影データを収集する。
【選択図】図1An X-ray CT apparatus capable of collecting data in synchronization with an effective tube voltage switching timing even when the tube voltage is switched at high speed.
An X-ray CT apparatus comprising an X-ray tube, a tube voltage generation unit, an X-ray detector, a tube voltage monitoring unit, and a data collection unit. The X-ray tube emits X-rays toward the subject. The tube voltage generator applies different tube voltages to the X-ray tube in a time-sharing manner. The X-ray detector is arranged corresponding to the X-ray tube with the subject interposed therebetween, and detects X-rays transmitted through the subject. The tube voltage monitoring unit monitors a change in tube voltage along a time series, and identifies a timing at which the tube voltage is effectively switched in response to switching. The data collection unit collects projection data based on different tube voltages in synchronization with the specified timing.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、X線CT装置の技術に関するものである。 The present invention relates to a technique of an X-ray CT apparatus.
X線コンピュータ断層撮影装置(以降、「X線CT装置」と呼ぶ)は、被検体へX線を照射するとともに、被検体を透過したX線を検出することにより、被検体内でのX線吸収係数からなる投影データを得る。 An X-ray computed tomography apparatus (hereinafter referred to as “X-ray CT apparatus”) irradiates a subject with X-rays and detects X-rays transmitted through the subject, thereby detecting X-rays within the subject. Projection data consisting of absorption coefficients is obtained.
X線CT装置の撮影方式には、デュアルエナジー方式というものがある。デュアルエナジー方式では、互いに異なるエネルギーを有する(互いに線質の異なる)2つのX線を用いて、1スキャンで異なる2つのX線画像を生成する。これにより、例えば、これらの画像データの差分を求めることで、所定の物質(例えば、炭酸カルシウム)で構成された部分を抽出することが可能となる。 There is a so-called dual energy system in the X-ray CT apparatus. In the dual energy method, two different X-ray images are generated in one scan using two X-rays having different energies (different from each other in quality). Thereby, for example, by obtaining a difference between these image data, it is possible to extract a portion composed of a predetermined substance (for example, calcium carbonate).
デュアルエナジー方式で撮影する場合に、X線管に印加する管電圧を時系列に沿って高電圧と低電圧とを切り替えることで、線質の異なるX線を時分割で曝射する方法がある。このような場合には、データ収集部は、管電圧の切り替えタイミングに基づき、あらかじめ決められたタイミングに応じて、収集されたデータが、高電圧及び低電圧のいずれの場合かを認識し、それぞれ異なるデータとして取得する。このように動作させることで、管電圧の切り替えに同期して、異なるデータが時分割で収集される。 When photographing with the dual energy method, there is a method in which X-rays having different radiation qualities are exposed in a time-sharing manner by switching a tube voltage applied to the X-ray tube between a high voltage and a low voltage in time series. . In such a case, the data collection unit recognizes whether the collected data is a high voltage or a low voltage according to a predetermined timing based on the switching timing of the tube voltage. Acquire as different data. By operating in this way, different data is collected in a time division manner in synchronization with the switching of the tube voltage.
一方で、このような方式の場合には、低電圧と高電圧を瞬時に切り替え可能であることが理想的であるが、実際には、管電圧の切り替えに時間を要する。Fast kV Switchingと呼ばれる方式のように、高電圧と低電圧とを高速に切り替える場合には、この切り替えに要する時間が無視できなくなり、この時間についてもデータを収集する場合がある。このような場合には、高電圧と低電圧との間の所望の電圧値を閾値(threshold)として、この閾値を境にそれぞれを高電圧または低電圧として認識する。 On the other hand, in the case of such a method, it is ideal that the low voltage and the high voltage can be switched instantaneously, but actually, it takes time to switch the tube voltage. When switching between a high voltage and a low voltage at high speed as in a method called Fast kV Switching, the time required for this switching cannot be ignored, and data may be collected for this time as well. In such a case, a desired voltage value between the high voltage and the low voltage is set as a threshold value, and each threshold value is recognized as a high voltage or a low voltage.
しかしながら、管電圧の切り替えに要する時間は、必ずしも一定とは限らず、例えば、温度変化や回路に由来する外乱等による実効的な管電圧の変化に伴い、高電圧及び低電圧の期間それぞれにばらつきが生じる。そのため、実際の管電圧の切り替えタイミングと、データ収集の切り替えタイミングとが一致しない場合がある。このタイミングのずれに対して、各電圧におけるデータ収集の期間が十分に長ければ、このずれによる影響を無視することができるが、管電圧を高速に切り替える場合には、このタイミングのずれが投影データ上にノイズとして顕在化する。 However, the time required for switching the tube voltage is not always constant, and varies depending on the period of the high voltage and the low voltage, for example, due to a change in the effective tube voltage due to a temperature change or a disturbance derived from a circuit. Occurs. For this reason, the actual tube voltage switching timing may not match the data collection switching timing. If the period of data collection at each voltage is sufficiently long with respect to this timing shift, the effect of this shift can be ignored. However, when the tube voltage is switched at high speed, this timing shift causes the projection data Appears as noise on top.
この発明の実施形態は、管電圧を高速に切り替える場合においても、実効的な管電圧の切り替えタイミングに同期してデータを収集可能なX線CT装置の提供を目的とする。 An object of the embodiment of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus capable of collecting data in synchronization with an effective tube voltage switching timing even when the tube voltage is switched at high speed.
この発明の実施形態は、X線管と、管電圧発生部と、X線検出器と、管電圧監視部と、データ収集部と、を備えたことを特徴とするX線CT装置である。X線管は、被検体に向けてX線を曝射する。管電圧発生部は、X線管に異なる管電圧を時分割で切り替えて印加する。X線検出器は、被検体を挟んでX線管に対応して配され、被検体を透過したX線を検出する。管電圧監視部は、時系列に沿った管電圧の変化を監視し、切り替えに対応して管電圧が実効的に切り替わるタイミングを特定する。データ収集部は、特定されたタイミングに同期して、異なる管電圧それぞれに基づく投影データを収集する。 An embodiment of the present invention is an X-ray CT apparatus including an X-ray tube, a tube voltage generation unit, an X-ray detector, a tube voltage monitoring unit, and a data collection unit. The X-ray tube emits X-rays toward the subject. The tube voltage generator applies different tube voltages to the X-ray tube in a time-sharing manner. The X-ray detector is arranged corresponding to the X-ray tube with the subject interposed therebetween, and detects X-rays transmitted through the subject. The tube voltage monitoring unit monitors a change in tube voltage along a time series, and identifies a timing at which the tube voltage is effectively switched in response to switching. The data collection unit collects projection data based on different tube voltages in synchronization with the specified timing.
本実施形態に係るX線CT装置の構成について図1を参照しながら説明する。図1のブロック図に示すように、本実施形態に係るX線CT装置は、撮影部500と、スキャン制御部501と、前処理部31と、X線投影データ記憶部32と、再構成処理部33と、画像記憶部34と、画像処理部35と、表示部36とを含んで構成される。
The configuration of the X-ray CT apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in the block diagram of FIG. 1, the X-ray CT apparatus according to the present embodiment includes an
撮影部500は、ガントリ1と、管電圧発生部7と、X線制御部8と、ガントリ/寝台コントローラ9と、データ収集部10と、管電圧監視部20とを含んで構成される。ガントリ1は、回転リング2と、X線源(X線発生部)3と、X線フィルタ4と、X線検出器5と、スキャン制御部501とを含んで構成される。X線検出器5は、アレイタイプのX線検出器である。即ち、X線検出器5には、チャンネル方向にm行、及びスライス方向にn列のマトリックス状に検出素子が配列されている。
The
X線源3とX線検出器5は、回転リング2上に設置され、スライド式寝台6の上に横になった被検体を挟んで対向配置されている。X線検出器5を構成する各検出素子に各チャンネルが対応付けられている。X線源3はX線フィルタ4を介して被検体に対峙される。管電圧発生部7は、X線制御部8からの制御に基づいてX線源3を駆動する。管電圧発生部7は、X線制御部8からからの制御に基づき所定のタイミングでX線源3に高電圧を印加する。これにより、X線がX線源3で発生され、ガントリ/寝台コントローラ9は、ガントリ1の回転リング2の回転と、スライド式寝台6のスライドを同期的に制御する。
The X-ray source 3 and the X-ray detector 5 are installed on the rotating ring 2 and are arranged opposite to each other with the subject lying on the slide bed 6 interposed therebetween. Each channel is associated with each detection element constituting the X-ray detector 5. The X-ray source 3 is opposed to the subject via the
本実施形態に係る撮影部500は、デュアルエナジー方式で動作可能に構成されている。具体的には、管電圧発生部7が、X線制御部8による制御に基づき、あらかじめ決められたタイミングに基づいてX線源3に印加する電圧を、時系列に沿って高電圧と低電圧との間で変化させる。これにより、高電圧の場合のX線と、低電圧の場合のX線とが、時分割でX線源3から曝射される。
The
スキャン制御部501は、全システムの制御中心を構成し、あらかじめ指定された投影データの取得条件(以降では、「スキャン条件」と呼ぶ場合がある)に基づき、X線制御部8、ガントリ/寝台コントローラ9、スライド式寝台6を制御する。即ち、スキャン制御部501は、X線源3からX線を照射している間、被検体の周囲の所定の経路に沿って回転リング2を回転させる。なお、投影データの解像度や分解能は、あらかじめ決められたスキャン条件に基づき決定される。換言すると、要求される解像度や分解能に応じて、スキャン条件があらかじめ決定され、スキャン制御部501は、このスキャン条件に基づき各部の動作を制御することになる。
The
なお、デュアルエナジー方式で動作させる場合には、管電圧が高電圧の場合のX線と低電圧の場合のX線のそれぞれが曝射されるタイミングを示す情報が、スキャン条件に含まれる。X線制御部8は、この情報に基づき、X線源3に印加する管電圧を、高電圧及び低電圧の間で切り替えるタイミングを特定し、特定されたタイミングに合わせて管電圧を制御する。 In the case of operating in the dual energy system, the scan condition includes information indicating the exposure timing of the X-rays when the tube voltage is high and the X-rays when the tube voltage is low. Based on this information, the X-ray control unit 8 specifies the timing for switching the tube voltage applied to the X-ray source 3 between the high voltage and the low voltage, and controls the tube voltage in accordance with the specified timing.
また、スキャンの停止が指示されると、スキャン制御部501は、X線制御部8、ガントリ/寝台コントローラ9、スライド式寝台6を制御して撮影を停止する。これにより、この指示をトリガとして、スキャン制御部501が自動でスキャンを停止する。
In addition, when an instruction to stop scanning is given, the
X線検出器5を構成する検出素子は、被検体がX線源3と検出素子の間に介在する場合、及び、介在しない場合の双方において、X線源3が発生するX線の強度を測定することができる。したがって、各検出素子は、少なくとも1つのX線強度を測定し、この強度に対応するアナログ出力信号を出力する。各検出素子からの出力信号は、後述するデータ収集部10により読み出される。
The detection elements constituting the X-ray detector 5 have the intensity of X-rays generated by the X-ray source 3 both when the subject is interposed between the X-ray source 3 and the detection element and when the subject is not interposed. Can be measured. Therefore, each detection element measures at least one X-ray intensity and outputs an analog output signal corresponding to this intensity. The output signal from each detection element is read by the
管電圧監視部20は、透過量測定部21a及び21bと、タイミング特定部22と、管電圧情報記憶部23とを含んで構成されている。管電圧監視部20は、管電圧の切り替えに伴う線量の変化を監視し、これに基づき管電圧が実効的に切り替わるタイミングを特定する。以降では、管電圧監視部20を構成する各部の詳細について説明する。
The tube
透過量測定部21a及び21bは、X線源3から被検体に向けて曝射されたX線を妨げず、かつ、X線源3から曝射され被検体を透過していないX線の線量を測定可能な位置に設けられている。例えば、図1では、X線源3の近傍に設けられている。なお、被検体を透過していないX線の線量を測定可能であれば、設置される場所は限定されず、例えば、X線検出器5の端部に設けてもよい。
The transmission
透過量測定部21a及び21bは、透過する線量(以降では「透過量」と呼ぶ)が互いに異なるフィルタがそれぞれ設けられている。このフィルタの透過量は、フィルタを構成する素材や、フィルタの寸法(厳密には、密度×厚さ)によって変化する。即ち、透過量測定部21a及び21bに設けるフィルタは、例えば「同一素材で寸法を変える」、「同一寸法で素材を変える」、または「素材及び寸法を変える」ことにより異なる透過量とする。なお、フィルタを構成する素材については、一般的には原子番号が異なっていれば問題無い。なお、より厳密には、一方の素材の減弱係数をμa(E)[cm−1]、他方の素材の減弱係数をμa(E)[cm−1]とした場合に、μa(E)=k・μb(E)(kは整数)とならない素材の組み合わせであればよい。
The transmission
透過量測定部21a及び21bは、X線源3から曝射され、被検体を透過していないX線を受けて、フィルタを透過した後の線量(即ち、透過量)をそれぞれ測定する。このとき、それぞれに設けられたフィルタの違いにより、それぞれで異なる透過量が測定される。なお、以降では、透過量測定部21aで測定された透過量をREFa、透過量測定部21bで測定された透過量をREFbとする。
The transmission
透過量測定部21a及び21bで測定された透過量REFa及びREFbを示す情報は、少なくとも、実効的な管電圧の変化に伴う高電圧及び低電圧の期間のばらつきが検出可能な時間分解能で、所定のタイミングごとにタイミング特定部22により読み出される。
The information indicating the transmission amounts REFa and REFb measured by the transmission
タイミング特定部22は、所定のタイミングごとに、透過量測定部21a及び21bから、X線の透過量REFa及びREFbを示す情報を読み出す。タイミング特定部22は、読み出された透過量REFa及びREFbを示す情報を基に、透過量の比(以降では、「線量比」と呼ぶ)REFa/RFFbを算出する。タイミング特定部22は、この算出された線量比REFa/RFFbの変化を監視し、所望の閾値を境界として、高電圧から低電圧、及び低電圧から高電圧に切り替わるタイミングをそれぞれ検知する。換言すると、タイミング特定部22は、線量比REFa/RFFbを介して間接的に管電圧の変化を監視し、管電圧の切り替えタイミングを検知する。以下に、この詳細についてまとめる。
The
X線源3から曝射されるX線の線量は、管電圧及び管電流により変化する。管電圧が一定で管電流のみが変化した場合には、透過量REFa及びREFbは、同じ比率で変化する。そのため、この場合には、線量比REFa/RFFbは変化しない。一方で、管電流が一定で管電圧が変化した場合に、透過量REFa及びREFbの変化の比率は互いに異なる。そのため、管電流の変化による影響を分離し、管電圧の変化に連動して線量比REFa/RFFbは変化する。 The dose of X-rays exposed from the X-ray source 3 varies depending on the tube voltage and tube current. When the tube voltage is constant and only the tube current changes, the transmission amounts REFa and REFb change at the same ratio. Therefore, in this case, the dose ratio REFa / RFFb does not change. On the other hand, when the tube current is constant and the tube voltage changes, the ratios of changes in the transmission amounts REFa and REFb are different from each other. Therefore, the influence of the change in the tube current is separated, and the dose ratio REFa / RFFb changes in conjunction with the change in the tube voltage.
ここで、上記した透過量REFa及びREFbと、管電圧及び管電流との関係(即ち、透過量測定部21a及び21bのフィルタの特性)について、図2Aを参照しながら、具体的な例を挙げて説明する。図2Aは、特性の異なる2つのフィルタについて、管電流及び管電圧を変化させた場合の透過量を測定した結果の一例を示している。図2Aの例では、透過量測定部21aのフィルタに、素材Al(アルミニウム)、厚さ5mm、密度2.699[g/cm3]のものを用いている。また、透過量測定部21bのフィルタには、素材Al(アルミニウム)、厚さ20mm、密度2.699[g/cm3]のものを用いている。即ち、素材及び密度を一定とし、厚さのみを変えている。そのうえで、管電圧が80[kVp]、100[kVp]、120[kVp]、及び135[kVp]のそれぞれ場合について、管電流を50[mA]、100[mA]、150[mA]とした場合の、X線の透過量[lsb]を測定した。例えば、管電圧が80[kVp]、管電流が50[mA]の場合には、図2Aに示すように、透過量REFa=65,136[lsb]、透過量REFb=13,361[lsb]となる。また、管電圧が100[kVp]、管電流が100[mA]の場合には、透過量REFa=248,199[lsb]、透過量REFb=67130[lsb]となる。
Here, a specific example of the relationship between the above-described transmission amounts REFa and REFb, the tube voltage and the tube current (that is, the filter characteristics of the transmission
次に、図2Bを参照する。図2Bは、図2Aで示した透過量REFa及びREFbの線量比REFa/RFFbの算出結果を、図2Aに示した管電圧及び管電流の各組み合わせについてまとめた結果である。即ち、図2Bは、線量比REFa/RFFbと、管電圧及び管電流との関係の一例を示している。例えば、管電圧を80[kVp]に固定して管電流のみを変化させた場合には、図2Bに示すように、線量比REFa/RFFbは、いずれの場合も約4.87を示す。即ち、管電圧が一定で管電流のみを変化させたとしても、線量比REFa/RFFbは変化しない。この特性は、他の管電圧値についても同様である。一方で、管電流を50[mA]に固定して管電圧のみを変化させた場合に、線量比REFa/RFFbが、管電圧に応じて約4.87から約2.94まで変化する。即ち、線量比REFa/RFFbは、管電流の変化には依存せず、管電圧の変化に依存する。そのため、本実施形態に係るX線CT装置では、線量比REFa/RFFbと管電圧との関係をあらかじめ調べておき、線量比REFa/RFFbを介して間接的に管電圧の変化を監視し、管電圧の切り替えタイミングを検知する。この管電圧と線量比REFa/RFFbとの関係を示す情報(以降では、「管電圧情報」と呼ぶ)が、あらかじめ生成され管電圧情報記憶部23に記憶されている。図3は、この管電圧情報の一例を示している。
Reference is now made to FIG. FIG. 2B shows the results of calculating the dose ratio REFa / RFFb of the transmission amounts REFa and REFb shown in FIG. 2A for each combination of tube voltage and tube current shown in FIG. 2A. That is, FIG. 2B shows an example of the relationship between the dose ratio REFa / RFFb, the tube voltage, and the tube current. For example, when the tube voltage is fixed at 80 [kVp] and only the tube current is changed, the dose ratio REFa / RFFb is about 4.87 in any case as shown in FIG. 2B. That is, even if the tube voltage is constant and only the tube current is changed, the dose ratio REFa / RFFb does not change. This characteristic is the same for other tube voltage values. On the other hand, when the tube current is fixed to 50 [mA] and only the tube voltage is changed, the dose ratio REFa / RFFb varies from about 4.87 to about 2.94 according to the tube voltage. That is, the dose ratio REFa / RFFb does not depend on a change in tube current but depends on a change in tube voltage. Therefore, in the X-ray CT apparatus according to the present embodiment, the relationship between the dose ratio REFa / RFFb and the tube voltage is examined in advance, and the change in the tube voltage is monitored indirectly via the dose ratio REFa / RFFb. Detect voltage switching timing. Information indicating the relationship between the tube voltage and the dose ratio REFa / RFFb (hereinafter referred to as “tube voltage information”) is generated in advance and stored in the tube voltage
タイミング特定部22は、あらかじめ決められた高電圧と低電圧との間の切り替えの境界(threshold)を示す管電圧の閾値を示す情報を記憶している。なお、この情報は、検査前に操作者がU/Iを介して指定してもよいし、あらかじめ決められた情報(固定値)を記憶させておいてもよい。タイミング特定部22は、この管電圧の閾値と管電圧情報記憶部23に記憶された管電圧情報とを比較することで、この電圧値に対応する線量比REFa/RFFbの閾値を、少なくとも検査前にあらかじめ特定する。
The
ここで、図3を参照する。例えば、あらかじめ決められた管電圧の閾値が「110[kVp]」の場合には、タイミング特定部22は、管電圧情報を基に、線量比の閾値として「3.5」を特定する。
Reference is now made to FIG. For example, when the predetermined tube voltage threshold is “110 [kVp]”, the
タイミング特定部22は、所定のタイミングごとに読み出された透過量REFa及びREFbを示す情報を基に算出された線量比REFa/RFFbを、あらかじめ特定された線量比の閾値と遂次比較する。この比較により、タイミング特定部22は、管電圧が、高電圧から低電圧、及び低電圧から高電圧に切り替わるタイミングをそれぞれ検知する。具体的には、図3に示す例では、タイミング特定部22は、線量比REFa/RFFbが「3.5未満」から「3.5以上」に変化したタイミングを、管電圧が「高電圧(110[kVp]を超える)」から「低電圧(110[kVp]以下)」に切り替わったタイミングとして検知する。また、タイミング特定部22は、線量比REFa/RFFbが「3.5以上」から「3.5未満」に変化したタイミングを、管電圧が「低電圧(110[kVp]以下)」から「高電圧(110[kVp]を超える)」に切り替わったタイミングとして検知する。
The
管電圧の切り替えに係る各タイミングが検知されると、タイミング特定部22は、このタイミングに同期して、データ収集部10が、高電圧の場合のX線に基づく信号(以降では、「高電圧の場合の信号」と呼ぶ)と、低電圧の場合のX線に基づく信号(以降では、「低電圧の場合の信号」と呼ぶ)とを区別して収集するためのトリガ信号を生成する。
When each timing related to the switching of the tube voltage is detected, the
ここで、図4を参照しながら、管電圧及び線量比の時系列に沿った変化とトリガ信号(即ち、収集タイミング)の関係について説明する。図4は、管電圧及び線量比の時系列に沿った変化と収集タイミング(換言すると、積分期間)の関係について示した図である。管電圧を高速に切り替える場合には、図4に示すように、電圧値の時系列に沿った変化が三角波に近くなる。透過量REFa及びREFbの比、即ち、線量比REFa/RFFbは、この管電圧の変化により、あわせて変化する。具体的には、管電圧が上昇すると、これに連動して線量比REFa/RFFbは下降し、管電圧が下降すると、線量比REFa/RFFbは上昇する。即ち、管電圧の変化と線量比REFa/RFFbの変化とは同期する。 Here, with reference to FIG. 4, the relationship between the change in the tube voltage and the dose ratio along the time series and the trigger signal (that is, the collection timing) will be described. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between changes in tube voltage and dose ratio along the time series and collection timing (in other words, integration period). When the tube voltage is switched at a high speed, as shown in FIG. 4, the change of the voltage value along the time series becomes close to a triangular wave. The ratio of the transmission amounts REFa and REFb, that is, the dose ratio REFa / RFFb changes together with the change in the tube voltage. Specifically, when the tube voltage increases, the dose ratio REFa / RFFb decreases in conjunction with this, and when the tube voltage decreases, the dose ratio REFa / RFFb increases. That is, the change in the tube voltage and the change in the dose ratio REFa / RFFb are synchronized.
図4におけるR1は、線量比REFa/RFFbの閾値を示している。例えば、管電圧の閾値が「110[kVp]」の場合には、前述したように、線量比REFa/RFFbの閾値R1は「3.5」となる(図3参照)。 R1 in FIG. 4 indicates the threshold value of the dose ratio REFa / RFFb. For example, when the tube voltage threshold is “110 [kVp]”, the threshold R1 of the dose ratio REFa / RFFb is “3.5” as described above (see FIG. 3).
例えば、図4では、時間t1において、線量比REFa/RFFbが閾値R1以上から閾値R1未満に切り替わる。即ち、タイミング特定部22は、このタイミングで、管電圧は低電圧から高電圧に切り替わったことを検知する。また、時間t2において、線量比REFa/RFFbが閾値R1未満から閾値R1以上に切り替わる。即ち、タイミング特定部22は、このタイミングで、管電圧は高電圧から低電圧に切り替わったことを検知する。これにより、タイミング特定部22は、時間t1からt2の間は、データ収集部10が、X線検出器5からの信号を、高電圧の場合の信号として収集するようにトリガ信号を生成する。即ち、時間t1からt2は、高電圧の場合の信号の収集期間(信号の積分期間)となる。
For example, in FIG. 4, at time t1, the dose ratio REFa / RFFb is switched from the threshold value R1 to the threshold value R1. That is, the
また、時間t3において、線量比REFa/RFFbが閾値R1以上から閾値R1未満に切り替わる。即ち、タイミング特定部22は、このタイミングで、管電圧は低電圧から高電圧に切り替わったことを検知する。これにより、タイミング特定部22は、時間t2からt3の間は、データ収集部10が、X線検出器5からの信号を、低電圧の場合の信号として収集するようにトリガ信号を生成する。即ち、時間t2からt3は、低電圧の場合の信号の収集期間(信号の積分期間)となる。
Further, at time t3, the dose ratio REFa / RFFb is switched from the threshold value R1 or more to less than the threshold value R1. That is, the
なお、上記した管電圧の監視に係る処理の周期、即ち、線量比REFa/RFFbを算出し閾値R1と比較することでタイミングを特定する周期は、管電圧を切り替える周期よりも短く設定することは言うまでも無い。 It should be noted that the cycle of the process related to the monitoring of the tube voltage, that is, the cycle for specifying the timing by calculating the dose ratio REFa / RFFb and comparing it with the threshold value R1, is set to be shorter than the cycle for switching the tube voltage. Needless to say.
また、管電圧の変化には、例えば、温度の変化や回路に由来するノイズが乗る場合がある。即ち、図4に示した、管電圧の変化を示す波形(図4の例では三角波)に、この波形よりも高周波のノイズが乗る場合があり、このノイズは、線量比REFa/RFFbにも同様に表れる。そのため、このノイズにより、電圧値が切り替わるタイミングの近傍で、線量比REFa/RFFbが閾値R1を境に高速に変化する場合がある。このような動作が想定される場合には、タイミング特定部22は、所定回数の切り替えが発生した直後のタイミングを管電圧が切り替わったタイミングとして特定し、ロバスト性を向上させてもよい。
Moreover, the change in tube voltage may be accompanied by, for example, a change in temperature or noise derived from a circuit. That is, there is a case where the waveform (a triangular wave in the example of FIG. 4) shown in FIG. 4 has a higher frequency noise than this waveform, and this noise is also applied to the dose ratio REFa / RFFb. Appear in Therefore, due to this noise, the dose ratio REFa / RFFb may change at a high speed around the threshold value R1 in the vicinity of the timing at which the voltage value is switched. When such an operation is assumed, the
また、管電圧が切り替わるタイミングを特定可能であれば、上記した線量比REFa/RFFbに基づく特定方法に限定されない。例えば、管電圧発生部7によりX線源3に印加された電圧を直接測定し、この測定値に基づき管電圧が切り替わったタイミングを特定してもよい。 Moreover, if the timing which a tube voltage switches can be specified, it will not be limited to the specific method based on above-mentioned dose ratio REFa / RFFb. For example, the voltage applied to the X-ray source 3 by the tube voltage generator 7 may be directly measured, and the timing at which the tube voltage is switched may be specified based on the measured value.
タイミング特定部22は、検知されたタイミングに基づき生成されたトリガ信号をデータ収集部10に出力する。
The
データ収集部10は、タイミング特定部22からデータ収集のためのトリガ信号を受ける。データ収集部10は、このトリガ信号に基づき、管電圧の変化に伴いX線が切り替わったタイミングを認識する。即ち、データ収集部10は、このトリガ信号に同期して、X線検出器5を構成する各検出素子から、高電圧の場合の信号と低電圧の場合の信号とを区別して時分割で読み出す。
The
データ収集部10は、通知されたタイミングに同期して読み出された各信号を増幅し、それぞれを積分してディジタルデータを生成する。以降では、高電圧の場合のX線に基づく信号が変換されたディジタルデータを「高電圧の場合のディジタルデータ」、低電圧の場合のX線に基づく信号が変換されたディジタルデータを「低電圧の場合のディジタルデータ」と呼ぶ。データ収集部10は、高電圧の場合のディジタルデータと、低電圧の場合のディジタルデータとを、それぞれ区別して前処理部31に出力する。
The
前処理部31は、高電圧の場合のディジタルデータと、低電圧の場合のディジタルデータとを、それぞれ区別してデータ収集部10から受ける。前処理部31は、これらのディジタルデータそれぞれに対して感度補正等の処理を施して投影データとする。前処理部13は、これらの各投影データを、それぞれ区別して読み出し可能にX線投影データ記憶部32に記憶させる。X線投影データ記憶部32は、取得された投影データを記憶するための記憶部である。
The preprocessing
再構成処理部33は、X線投影データ記憶部32に記憶された投影データを読出す。再構成処理部33は、例えばFeldkamp法と呼ばれる再構成アルゴリズムを利用して、読出された投影データを逆投影して画像データを生成する。再構成処理部33は、再構成された画像データを画像記憶部34に記憶させる。画像記憶部34は、画像データを記憶するための記憶部である。
The
画像処理部35は、画像記憶部34から画像データを読み出す。画像処理部35は、この画像データに基づいて、例えば断層画像や3次元画像の静止画又は動画等の画像を生成する。画像処理部35は、生成された画像を表示部36に表示させる。
The
本実施形態に係るX線CT装置では、上記に示したように、デュアルエナジー方式で撮影する場合に、X線管に印加する管電圧を時系列に沿って高電圧と低電圧とを切り替えることで、線質の異なるX線を時分割で曝射する。このような方式では、このX線の切り替えタイミングに同期して、データ収集を行うことで、高電圧の場合のX線に基づく投影データと、低電圧の場合のX線に基づく投影データとを時分割で収集する。 In the X-ray CT apparatus according to the present embodiment, as described above, when imaging by the dual energy method, the tube voltage applied to the X-ray tube is switched between the high voltage and the low voltage in time series. Then, X-rays with different radiation qualities are exposed in a time-sharing manner. In such a system, data acquisition is performed in synchronization with the switching timing of the X-rays, so that projection data based on X-rays in the case of high voltage and projection data based on X-rays in the case of low voltage are obtained. Collect in time division.
X線源3に印加される管電圧が切り替わるタイミングは、上記したように、X線制御部8により制御される。しかしながら、管電圧の切り替えに要する時間は、必ずしも一定とは限らず、例えば、温度変化や回路に由来する外乱等による実効的な管電圧の変化に伴い高電圧及び低電圧の期間それぞれにばらつきが生じる。そのため、あらかじめ決められたタイミングに基づきデータ収集の切り替えを行うと、このデータ収集のタイミングと実際の管電圧の切り替えタイミングとがずれる場合がある。このようにタイミングがずれると、例えば、高電圧で発生させられたX線を、低電圧で発生させられたX線として認識しデータを収集してしまう場合がある。このずれに対して、各電圧におけるデータ収集の期間が十分に長ければ、このずれによる影響を無視することができるが、管電圧を高速に切り替える場合には、このタイミングのずれが投影データ上にノイズとして顕在化する。 The timing at which the tube voltage applied to the X-ray source 3 is switched is controlled by the X-ray controller 8 as described above. However, the time required for switching the tube voltage is not necessarily constant. For example, there are variations in the periods of the high voltage and the low voltage due to an effective change in the tube voltage due to a temperature change or a disturbance derived from a circuit. Arise. For this reason, if data collection is switched based on a predetermined timing, the data collection timing may be different from the actual tube voltage switching timing. If the timing is shifted in this way, for example, X-rays generated at a high voltage may be recognized as X-rays generated at a low voltage and data may be collected. If the period of data collection at each voltage is sufficiently long with respect to this deviation, the influence of this deviation can be ignored.However, if the tube voltage is switched at a high speed, this timing deviation will appear on the projection data. It becomes manifest as noise.
そのため、本実施形態に係るX線CT装置では、上記したようにX線源3から曝射されたX線の線量を監視し、管電圧の切り替えに伴う線量の変化に基づき、管電圧が切り替わるタイミングを特定する。本実施形態に係るX線CT装置は、この特定されたタイミングに同期してデータ収集を行う。このように動作させることで、実効的な管電圧の変化に伴い高電圧及び低電圧の期間それぞれにばらつきが生じた場合においても、この実効的な管電圧の切り替えタイミングにデータ収集のタイミングを同期させ、高電圧で発生させられたX線と、低電圧で発生させられたX線とを区別して、各データを収集することが可能となる。 Therefore, in the X-ray CT apparatus according to the present embodiment, the X-ray dose exposed from the X-ray source 3 is monitored as described above, and the tube voltage is switched based on the change in dose accompanying the switching of the tube voltage. Identify timing. The X-ray CT apparatus according to the present embodiment collects data in synchronization with the specified timing. By operating in this way, the timing of data collection is synchronized with the effective switching timing of the tube voltage even when there are variations in the high voltage and low voltage periods due to changes in the effective tube voltage. Thus, it becomes possible to collect each data by distinguishing X-rays generated at a high voltage and X-rays generated at a low voltage.
以上、本実施形態に係る超音波診断装置に依れば、時系列に沿った実効的な管電圧の変化を監視し、この監視結果に基づきデータ収集部10が収集するデータを切り替えるタイミングを特定する。これにより、管電圧を高速に切り替える場合のように、温度変化や回路に由来する外乱等による実効的な管電圧の変化に伴い、高電圧及び低電圧の期間それぞれにばらつきが生じる場合においても、このタイミングに同期して投影データを収集することが可能となる。
As described above, according to the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment, the change in the effective tube voltage along the time series is monitored, and the timing for switching the data collected by the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載されたその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention and are included in the equivalent scope described in the claims.
1 ガントリ
2 回転リング
3 X線源
4 X線フィルタ
5 X線検出器
6 スライド式寝台
7 管電圧発生部
8 X線制御部
9 ガントリ/寝台コントローラ
10 データ収集部
20 管電圧監視部
21a、21b 透過量測定部
22 タイミング特定部
23 管電圧情報記憶部
31 前処理部
32 X線投影データ記憶部
33 再構成処理部
34 画像記憶部
35 画像処理部
36 表示部
500 撮影部
501 スキャン制御部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記X線管に異なる管電圧を時分割で切り替えて印加する管電圧発生部と、
被検体を挟んで前記X線管に対応して配され、被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、
時系列に沿った前記管電圧の変化を監視し、前記切り替えに対応して前記管電圧が実効的に切り替わるタイミングを特定する管電圧監視部と、
特定された前記タイミングに同期して、前記異なる管電圧それぞれに基づく投影データを収集するデータ収集部と、
を備えたことを特徴とするX線CT装置。 An X-ray tube that emits X-rays toward the subject;
A tube voltage generator for switching and applying different tube voltages to the X-ray tube in a time-sharing manner;
An X-ray detector arranged corresponding to the X-ray tube across the subject and detecting X-rays transmitted through the subject;
A change in the tube voltage along a time series, and a tube voltage monitoring unit that identifies the timing at which the tube voltage is effectively switched in response to the switching;
A data collection unit for collecting projection data based on each of the different tube voltages in synchronization with the identified timing;
An X-ray CT apparatus comprising:
曝射された前記X線に応じて透過量が変わる所定のフィルタを備え、前記被検体を透過していない前記X線を受けて、当該フィルタを透過した第1の透過量を測定する第1の測定部と、
前記第1の測定部とは透過量の異なるフィルタを備え、当該X線を受けて、当該フィルタを透過した第2の透過量を測定する第2の測定部と、
前記第1の透過量と前記第2の透過量との比である線量比に基づき、前記タイミングを特定するタイミング特定部と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 The tube voltage monitoring unit is
A first filter that includes a predetermined filter whose transmission amount changes according to the exposed X-ray, receives the X-ray that has not passed through the subject, and measures a first transmission amount that has passed through the filter. A measuring section of
A second measurement unit that includes a filter having a transmission amount different from that of the first measurement unit, receives the X-ray, and measures a second transmission amount that has passed through the filter;
A timing specifying unit that specifies the timing based on a dose ratio that is a ratio between the first transmission amount and the second transmission amount;
The X-ray CT apparatus according to claim 1, comprising:
前記線量比と、前記管電圧との関係を示した管電圧情報を記憶する記憶部を備え、
前記タイミング特定部は、前記管電圧情報を基に前記閾値を求めることを特徴とする請求項3に記載のX線CT装置。 The tube voltage monitoring unit is
A storage unit for storing tube voltage information indicating a relationship between the dose ratio and the tube voltage;
The X-ray CT apparatus according to claim 3, wherein the timing specifying unit obtains the threshold value based on the tube voltage information.
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| CN106596593A (en) * | 2016-10-20 | 2017-04-26 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | Image auto-collection control method and apparatus and X-ray detection system |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009201885A (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | X-ray ct system |
| JP2009297442A (en) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | X-ray ct apparatus |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009201885A (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | X-ray ct system |
| JP2009297442A (en) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | X-ray ct apparatus |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106596593A (en) * | 2016-10-20 | 2017-04-26 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | Image auto-collection control method and apparatus and X-ray detection system |
| JP7540108B1 (en) * | 2024-02-27 | 2024-08-26 | ジーイー・プレシジョン・ヘルスケア・エルエルシー | Medical system and recording medium |
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