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)明涉及一種X射線計算機斷層攝影裝置。
背景技術(shù)：
近年來，出現(xiàn)了一種與掃描并行地即時重建并顯示斷層像的所謂可CT透視的X射 線計算機斷層攝影裝置。CT透視對導(dǎo)管手術(shù)是非常有效的。CT重建由很多處理工時組成。 現(xiàn)在的CT透視的體軸方向的視野只有6mm(參照圖1 。擴大各截面的切片寬度，能夠?qū)⑼?視范圍擴大至例如32mm。但是，切片的厚度的擴大使部分體積(partial volume)現(xiàn)象更加 顯著，從而致使針或?qū)Ч艿那岸瞬磺宄?。因此無法在導(dǎo)管手術(shù)等中使用X射線計算機斷層 攝影裝置。最近廣域型的區(qū)域檢測器(Area Detector)配備例如320列(320段)。但是，可CT透視的透視范圍依然受重建處理速度的限制。在CT透視時如圖14所 示無法有效地利用較多的段。因此，實際上，現(xiàn)狀是在導(dǎo)管手術(shù)等要求即時性與大視野的狀況中無法應(yīng)用X射 線計算機斷層攝影裝置。另外，即使重建技術(shù)發(fā)展能夠?qū)崟r重建數(shù)百個截面，也將因需要對 大范圍連續(xù)輻射而產(chǎn)生輻射問題。現(xiàn)有技術(shù)文獻日本特開2000-83941號公報。

發(fā)明內(nèi)容
目的在于在配備區(qū)域檢測器的X射線計算機斷層攝影裝置中，能夠應(yīng)用于對導(dǎo)管 手術(shù)等要求即時性與寬廣視野的狀況。根據(jù)本發(fā)明的一方面提供一種X射線計算機斷層攝影裝置具備x射線管、具有被 排列成二維狀的多個χ射線檢測元件的χ射線檢測器、支撐χ射線管與χ射線檢測器使它 們在被檢體的周圍可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、產(chǎn)生為了從X射線管產(chǎn)生X射線而向X射線管施加 的高電壓的高電壓產(chǎn)生部、根據(jù)X射線檢測器的輸出重建多切片的斷層圖像數(shù)據(jù)或體數(shù)據(jù) 的重建處理部、圖像顯示部。另外，還具備根據(jù)X射線檢測器的輸出產(chǎn)生投影圖像的投影圖 像產(chǎn)生部與為了立體透視(stereo fluoroscopy)而控制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、高電壓產(chǎn)生部、X射線 檢測器、投影圖像產(chǎn)生部以及圖像顯示部的透視控制部。根據(jù)本實施方式，可以應(yīng)用于導(dǎo)管手術(shù)等要求即時性與寬廣視野的狀況。


圖1為表示本實施方式中的X射線計算機斷層攝影裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2為表示圖1的X射線計算機斷層攝影裝置的外觀的圖。圖3為表示本實施方式的動作步驟的流程圖。圖4為表示圖3的工序S12的透視角度設(shè)定畫面的一例的圖。圖5為表示圖3的工序S12的透視角度設(shè)定畫面的其他例子的圖。圖6為在本實施方式中表示X射線管的旋轉(zhuǎn)與透視角度之間的關(guān)系的圖。圖7為表示在本實施方式中透視與掃描之間的關(guān)系的圖。圖8為表示圖3的工序S15的透視時的照射范圍的圖。圖9為表示圖3的工序S15的透視位置的圖。圖10為表示在本實施方式中立體透視中的透視角度差α的圖。圖11為表示在本實施方式中立體透視與正交雙平面透視的透視位置的例子的 圖。圖12為表示在本實施方式中正交雙平面透視的透視位置的例子的圖。圖13為表示使用以往的3列檢測器時的CT透視時的視野角的圖。圖14為表示使用以往的多列檢測器時的CT透視時的視野角的圖。圖15為表示在本實施方式中對9視差/10觀察點的應(yīng)用的圖。符號說明101 :Χ射線管；102 旋轉(zhuǎn)框架；103 二維X射線檢測器；109 高電壓產(chǎn)生部；114 重建處理部；116、117、118 監(jiān)視器；120 透視控制部；121 透視條件設(shè)定輔助部。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的一方面，X射線計算機斷層攝影裝置具備Χ射線管、具有被排列成二維狀的多個X射線檢測元件的X射線檢測器、支撐X射線管與X射線檢測器使它們在被 檢體的周圍能夠旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、為了從X射線管產(chǎn)生X射線而產(chǎn)生向X射線管施加的高 電壓的高電壓產(chǎn)生部、根據(jù)X射線檢測器的輸出重建多切片的斷層圖像數(shù)據(jù)或體數(shù)據(jù)的重 建處理部、圖像顯示部。另外，還具備根據(jù)X射線檢測器的輸出產(chǎn)生投影圖像的投影圖像產(chǎn) 生部與為了立體透視(stereo fluoroscopy)而控制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、高電壓產(chǎn)生部、X射線檢測 器、投影圖像產(chǎn)生部以及圖像顯示部的透視控制部。以下，參照

本發(fā)明的實施方式。在X射線計算機斷層攝影裝置中，存在X 射線管與X射線檢測器作為一體在被檢體的周圍旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)方式、在環(huán)上配置多個X 射線檢測器并在被檢體的周圍只旋轉(zhuǎn)X射線管的固定/旋轉(zhuǎn)方式、在環(huán)上配置多個X射線 管并將多個X射線檢測器也同樣地配置在環(huán)上的固定/固定方式等各種方式，但本發(fā)明對 旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)方式、固定/旋轉(zhuǎn)方式的應(yīng)用是更有效的。另外，雖有一對X射線管與X射線檢 測器被搭載在旋轉(zhuǎn)框架上的一管球型、和X射線管與X射線檢測器的對被搭載多對在旋轉(zhuǎn) 框架上的所謂的多管球型，但任何一種形式中都能應(yīng)用本發(fā)明。另外，將入射X射線變換為 電荷的機械裝置，主流為通過閃爍器(scintillator)等熒光體將X射線變換為光再通過光 電二極管等光電變換元件將該光變換電荷的間接變換型、和利用基于X射線的半導(dǎo)體內(nèi)的 電子空穴對的生成及向其電極的移動即光導(dǎo)電現(xiàn)象的直接變換型。作為X射線檢測元件可 以采用任一方式。圖1示出了本實施方式的X射線計算機斷層攝影裝置的結(jié)構(gòu)。圖2示出了其外觀。機架100具有X射線管101與X射線檢測器103。在X射線管101的放射窗口處配備有校 準(zhǔn)儀(collimator) 113。校準(zhǔn)儀113具有在從根據(jù)與關(guān)于X射線檢測器103的Z軸的寬度 對應(yīng)的X射線的最大錐角到X射線檢測器103的1列(1段)大小的最小錐角的范圍內(nèi)任 一變更錐角的構(gòu)造。X射線檢測器103是配備了例如320列(320段)的在Z軸方向上具有 寬廣范圍的視野的區(qū)域檢測器(也稱為二維陣列檢測器)。X射線管101與X射線檢測器103被搭載在支撐在圍繞旋轉(zhuǎn)軸Z上并可旋轉(zhuǎn)的圓 環(huán)狀的框架102上。X射線檢測器103在機架100的中央部所打開的攝影區(qū)域5內(nèi)隔著 被載置在寢臺137的上面板138上的被檢體，與X射線管101相對?？蚣?02通過旋轉(zhuǎn)部 107的驅(qū)動能夠以例如0. 25秒/圈的高速旋轉(zhuǎn)?？蚣?02的旋轉(zhuǎn)角度由通過旋轉(zhuǎn)式編碼 器(rotary encoder)來實現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)角度檢測部111來檢測。從高電壓產(chǎn)生裝置109經(jīng)由 滑環(huán)(slip ring) 108向X射線管101施加管電壓，另外并供給燈絲(filament)電流。高 電壓產(chǎn)生裝置109也可以與蓄電器一起搭載在框架102上。通過管電壓的施加以及燈絲電 流的供給從X射線管101產(chǎn)生X射線。X射線檢測器103檢測透過被檢體的X射線。機架100可傾斜(tilt)地被支撐在傾斜機構(gòu)127上。由此可以從 水平位置向前后 以任意角度使框架102的旋轉(zhuǎn)軸Z即X射線管101與X射線檢測器103的旋轉(zhuǎn)軸Z傾斜。一般被稱為DAS(data acquisition system，數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng))的數(shù)據(jù)收集電路104 將從X射線檢測器103按照每一通道輸出的信號變換為電壓信號并放大，進而變換為數(shù)字 信號。該數(shù)據(jù)(原始數(shù)據(jù))經(jīng)由非接觸數(shù)據(jù)傳輸裝置105被發(fā)送至控制臺15內(nèi)所收納的 前處理裝置106，在那里接受靈敏度校正等校正處理，并作為處于重建處理的緊接之前階段 的所謂投影數(shù)據(jù)被存儲至存儲裝置112。透視控制部120通過按照與各個檢測元件的排列 對應(yīng)的順序從存儲裝置112讀出投影數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)的二維分布即投影圖像。存儲裝置112與重建裝置114、三維圖像處理部128、監(jiān)視器116、立體監(jiān)視器 117、眼鏡式立體監(jiān)視器118、操作部115、腳踏開關(guān)(f00tSWitch)119、投影條件設(shè)定輔助 部121、透視控制部120 —起，經(jīng)由數(shù)據(jù)/控制總線被連接至系統(tǒng)控制器110。重建裝置 114根據(jù)存儲裝置112中所存儲的投影數(shù)據(jù)在錐束圖像重建法下重建體數(shù)據(jù)。在錐束圖像 重建法中，一般使用FDK法(Feldkamp method)。FDK法是以扇束卷積反投影(fan beam convolution · back-projection)法為基礎(chǔ)的近似重建法，卷積處理以錐角比較小為前提， 將數(shù)據(jù)視為扇束投影數(shù)據(jù)來進行。但是，反投影處理沿著與傾斜的錐角對應(yīng)的實際的射線 (ray)來進行。三維圖像處理部128通過體繪制處理根據(jù)體數(shù)據(jù)生成在二維畫面上能顯示的二 維圖像。體繪制處理根據(jù)像素值等分級地定義透過度或顏色，并選擇性地提取作為目標(biāo)的 部分。實際上一邊對射線上的點的各像素值乘以規(guī)定系數(shù)，一邊依次相加，從而將其相加結(jié) 果作為投影面的像素值。該系數(shù)根據(jù)與像素值相對的透過度、距視線方向的距離(從投影 面到該點的距離)、陰影條件等來決定。通過該體繪制處理，能夠制作例如內(nèi)部透明可見的 模擬的三維圖像。如上所述，在本實施方式中，作為顯示部配備監(jiān)視器116、立體監(jiān)視器117、眼鏡式 立體監(jiān)視器118。監(jiān)視器116與立體監(jiān)視器117與機架100—起被設(shè)置在攝影室內(nèi)。眼鏡 式立體監(jiān)視器118被配備在例如實施導(dǎo)管手術(shù)的執(zhí)刀者身上。在監(jiān)視器116上顯示三維圖 像、投影圖像。立體監(jiān)視器117與眼鏡式立體監(jiān)視器118分別具有右眼用監(jiān)視部(或右眼用顯示區(qū)域)與左眼用監(jiān)視部(或左眼用顯示區(qū)域)，在后述的立體透視模式下使用。可以 通過手術(shù)者以左右眼分別識別立體監(jiān)視器117或眼鏡式立體監(jiān)視器118的右眼用監(jiān)視部與 左眼用監(jiān)視部來實現(xiàn)立體觀察，并能夠識別對象的立體構(gòu)造。
操作部115為了操作者主要實施通常的CT掃描模式與透視模式之間的切換操作 與各模式的條件設(shè)定操作而被設(shè)置。通常的CT掃描模式是用于執(zhí)行一般的體掃描的模式， 由于不是新功能，因此省略詳細的說明。透視模式是使用X射線計算機斷層攝影裝置，實現(xiàn) 與使用X射線診斷裝置的X射線透視近似的透視功能的模式，以下詳細說明透視模式。透視條件設(shè)定輔助部121提供用于使操作者容易分辨透視條件并設(shè)定簡單的設(shè) 定畫面。針對提供的設(shè)定畫面在后問描述。腳踏開關(guān)119是能夠配置在靠近機架100或?qū)?臺137的地面上的任意位置的腳踏式開關(guān)。在透視模式中，在踩踏腳踏開關(guān)119接通狀態(tài) 持續(xù)的期間，向被檢體照射X射線，并執(zhí)行實況的透視。即，在透視模式中，每旋轉(zhuǎn)一圈X射 線管1就攝影兩張至3張甚至這以上的設(shè)定的張數(shù)的圖像。當(dāng)X射線管101連續(xù)旋轉(zhuǎn)時， 以X射線管101旋轉(zhuǎn)一圈的時間，例如與0. 4秒等價的周期，重復(fù)產(chǎn)生各攝影角度的圖像。 通過即時地顯示該重復(fù)產(chǎn)生的圖像，能夠提供幀率比較慢但能夠確認(rèn)攝影對象的動態(tài)位移 的程度的動態(tài)圖像。透視控制部120為了執(zhí)行CT透視動作而控制各部。透視模式具有立體透視形式、雙平面形式、組合立體透視與雙平面的組合 (combine)形式。所謂透視是指即時地將在X射線檢測器103中重復(fù)檢測出的一連串的X 射線圖像(投影圖像)作為動態(tài)圖像顯示的操作。所謂立體透視是指將在5-10°范圍內(nèi)的 任一的與兩眼視差對應(yīng)的右眼用圖像與左眼用圖像分別作為動態(tài)圖像顯示的操作。觀察者 通過右眼觀察右眼用圖像，左眼觀察左眼用圖像，從而可以立體觀察對象。這些各形式中，透視角度相異。在本實施方式的透視模式中，伴隨框架102在被檢 體的周圍連續(xù)旋轉(zhuǎn)X射線管101以及X射線檢測器103。在該旋轉(zhuǎn)持續(xù)的期間、并且是腳踏 開關(guān)119轉(zhuǎn)移到接通狀態(tài)的期間中，每次X射線管101通過X射線管101的旋轉(zhuǎn)軌道上的 多個觀察點中的與兩眼視差對應(yīng)的成對的各個觀察點(以下，稱為透視位置或透視角度) 時，重復(fù)產(chǎn)生脈沖狀的X射線。根據(jù)與該X射線的產(chǎn)生同步地從X射線檢測器103輸出的 數(shù)據(jù)產(chǎn)生投影圖像(平面圖像)，并作為動態(tài)圖像即時地顯示在對各透視位置預(yù)先分配的 監(jiān)視器116、117、118上。在選擇立體透視形式時，兩個透視角度被限制于5-10°范圍的某一角度差。該角 度差與兩眼視差對應(yīng)，通過左右眼分別觀察兩個透視圖像，從而能夠立體觀察。在選擇雙 平面形式時，兩個透視角度的差沒有限制，典型而言初始設(shè)定為90°。在選擇組合形式時， 透視位置被設(shè)定在3處。典型地，兩處的透視位置被設(shè)定為5-10°范圍內(nèi)的任一角度差而 作為立體透視形式發(fā)揮作用，該兩處中的一個透視位置與剩余的一處的透視位置被設(shè)定為 90°的角度差而作為雙平面形式發(fā)揮作用。圖3中示出了基于本實施方式的透視控制部120的控制的透視模式的動作步驟。 首先，執(zhí)行通常的CT掃描、在這里執(zhí)行體掃描(步驟Sll)，根據(jù)由體掃描所收集的投影數(shù) 據(jù)，通過重建裝置114重建體數(shù)據(jù)。根據(jù)體數(shù)據(jù)通過三維圖像處理部128生成模擬的三維 圖像。通過透視條件設(shè)定輔助部121顯示模擬的三維圖像，并對模擬的三維圖像設(shè)定透視 位置(Z位置)(S12)。臺架100到其設(shè)定位置被移動。另外，構(gòu)成包含模擬的三維圖像的透視條件設(shè)定輔助畫面。透視條件主要是指立體透視形式、雙平面形式、組合形式的選擇與透視角度的指定。在模擬的三維圖像上重疊地 顯示表示X射線管101的旋轉(zhuǎn)軸Z的線。進而以線為中心在與其正交的面內(nèi)將透視角度的 多個候補線重疊成放射狀。候補線是從旋轉(zhuǎn)軌道中的進行X射線照射的觀察點連結(jié)檢測器 中心的線段。在從多個候補線中指定出被判斷為手術(shù)對象的部位易見的候補線時，顯示以 候補線為中心的表示其視野的半透明的錐束模型。確認(rèn)在錐束模型內(nèi)是否包含透視對象部 位，從而確定指定候補線，設(shè)定透視角度。在選擇立體透視形式時，僅顯示與所確定的透視 角度之間的角度差在5至10°范圍內(nèi)的候補線。這意味著實質(zhì)上限制透視角度的差，該角 度差的范圍與能夠立體觀察的兩眼視差的可能范圍對應(yīng)(參照圖10)。在立體透視形式中， 設(shè)定兩個透視角度。如圖15所示，也可以以角度差(視差)在連續(xù)的3個以上的觀察點上取得透視圖 像。能夠立體觀察相鄰的對的透視圖像。在10處觀察點所取得的10幀透視圖像能夠進行 9個方向的立體透視。醫(yī)師能夠從9個方向中選擇出最合適的方向進行立體透視。另外，醫(yī) 師能夠一邊從9個方向中任意切換方向一邊進行立體透視。 即使在雙平面形式中也設(shè)定兩個透視角度，但是其角度差沒有限制，能夠設(shè)定兩 個任意的透視角度。在雙平面形式中，當(dāng)設(shè)定一個透視角度時，初始地顯示在與該透視角度 之間具有90°的角度差的前后兩個透視角度(參照圖12)。典型而言，設(shè)定具有該90°的 角度差的兩個透視角度。在組合形式中，重復(fù)上述立體透視形式與雙平面形式中的透視角 度的設(shè)定步驟。只是，在立體透視形式下設(shè)定的兩個透視角度與在雙平面形式下設(shè)定的兩 個透視角度之間，共同地設(shè)定一個透視角度(參照圖11)。圖4中示出了透視條件設(shè)定輔助部121的其他簡易的透視條件設(shè)定輔助畫面。此 時，不需要體掃描。在X射線管101的旋轉(zhuǎn)軌道模型200中，將表示第1透視角度的透視線 201與表示第2透視角度的透視線202重疊。透視線是從旋轉(zhuǎn)軌道中的進行X射線照射的 觀察點連結(jié)檢測器中心的線段。通過指針203拖拽使透視線201、202旋轉(zhuǎn)至任意角度，并 以所希望的角度來確定。在該圖上，顯示第1透視角度的數(shù)值顯示欄204、第2透視角度的 數(shù)值顯示欄205、它們的透視角度差的數(shù)值顯示欄206、用旋轉(zhuǎn)角速度除透視角度差所取得 的時間差顯示欄207、立體觀察的開/關(guān)設(shè)定欄208。這些數(shù)值與透視線201、202的旋轉(zhuǎn)操 作相關(guān)聯(lián)。另外，通過對第1、第2透視角度進行數(shù)值輸入，將透視線201、202的旋轉(zhuǎn)與這些 輸入的數(shù)值相關(guān)聯(lián)。在將立體觀察(立體透視)設(shè)定為開時，相對于第1透視角度限制第 2透視角度的輸入范圍，以使與第1、第2的透視角度之間的角度差收斂在5至10°的范圍 內(nèi)。在將立體觀察(立體透視)設(shè)定為關(guān)時，如通過組合形式所說明地那樣，解除與第1透 視角度與第2透視角度之間的角度差有關(guān)的限制。圖5中示出了透視條件設(shè)定輔助部121的其他透視條件設(shè)定輔助畫面。此時，以 縮略圖的形式顯示在體掃描中收集的觀察角不同的多個投影圖像211的全部或一部分。在 根據(jù)多個投影圖像211指定被判斷為容易觀察手術(shù)對象的部位的透視圖像211時，在X射 線管101的旋轉(zhuǎn)軌道模型212中，重疊與所指定的透視圖像211對應(yīng)的觀察點標(biāo)志213。稍 微擴大地顯示或者以高亮度顯示所指定的透視圖像211。當(dāng)通過指針203拖拽在旋轉(zhuǎn)軌道 模型212上將該觀察點標(biāo)志213移動至任意角度時，與觀察點標(biāo)志213對應(yīng)的透視圖像211 稍微顯示擴大或者以高亮度顯示。一邊在投影圖像中確認(rèn)一邊確定所希望的透視角度。在如上設(shè)定透視角度后，向透視位置移動機架(臺架)100或上面板138 (S13)。以上準(zhǔn)備結(jié)束后，指示透視開始(S14)。旋轉(zhuǎn)框架102與X射線管101以及X射線檢測器103 一起被連續(xù)地旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)框架102的連續(xù)旋轉(zhuǎn)持續(xù)直到被指示透視結(jié)束(S19)為止。在 旋轉(zhuǎn)框架102的連續(xù)旋轉(zhuǎn)期間中腳踏開關(guān)119接通時，在維持其開啟狀態(tài)期間，每旋轉(zhuǎn)一圈 從X射線管101向被檢體照射兩次或3次脈沖X射線(S15)。如圖6、圖9所示，照射點是 與所設(shè)定的透視角度對應(yīng)的觀察點。X射線如圖8所示，如照射到排列X射線檢測器103的 檢測元件的整個靈敏度區(qū)域那樣以與X射線檢測器103的靈敏度區(qū)域?qū)?yīng)的最大扇角以及 最大錐角照射。與第1透視角度對應(yīng)的投影圖像例如作為右眼用圖像被顯示在立體監(jiān)視器117或 眼鏡式立體監(jiān)視器118的預(yù)先分配的畫面(右眼用畫面)上。與第2透視角度對應(yīng)的投影 圖像例如作為左眼用圖像被即時地顯示在立體監(jiān)視器117或眼鏡式監(jiān)視器118的預(yù)先分配 的畫面(左眼用畫面)上。分別在右眼用畫面與左眼用畫面中，作為動態(tài)圖像，以與旋轉(zhuǎn)一 圈時間的倒數(shù)等價的幀頻來顯示。在選擇雙平面形式時，與第1透視角度對應(yīng)的投影圖像被顯示在立體監(jiān)視器117 或眼鏡式立體監(jiān)視器118的一個畫面上，與第2透視圖像對應(yīng)的投影圖像被顯示在其他畫 面或監(jiān)視器116上。在選擇組合形式時，左右眼用的投影圖像被顯示在立體監(jiān)視器117或 眼鏡式立體監(jiān)視器118的各自的畫面上，具有90°的角度差的透視角度的投影圖像被顯示 在監(jiān)視器116上。透視期間中，在輸入機架傾斜指示時，如圖6所示，在透視動作持續(xù)的狀態(tài)下機架 100向指示方向傾斜。另外，透視期間中，在輸入體掃描指示時，如圖7所示，從體掃描開始 起在一圈或指定旋轉(zhuǎn)的期間保持最大扇角以及最大錐角不變地連續(xù)照射X射線。根據(jù)由體 掃描所所收集到的 投影數(shù)據(jù)通過重建裝置114重建體數(shù)據(jù)，并根據(jù)該體數(shù)據(jù)通過三維圖像 處理部128生成模擬的三維圖像，并顯示在監(jiān)視器116上。與此同時，與此期間的第1、第2 透視角度對應(yīng)的觀察點的投影數(shù)據(jù)作為投影圖像被顯示，透視動作繼續(xù)。實際上，由于在體 數(shù)據(jù)的重建處理以及三維圖像處理中投影圖像顯示(透視)需要更長的處理時間，因此是 非即時性的。透視期間中，在與工序S12 —樣指示透視位置的變更(再設(shè)定)時(S17)，返回至 工序S13，向該位置移動臺架100。重復(fù)以上透視動作直到目的達成為止，即導(dǎo)管手術(shù)結(jié)束為止(S18)，然后，透視動 作結(jié)束(S19)。最終，執(zhí)行體掃描，并根據(jù)由此收集到的投影數(shù)據(jù)通過重建裝置114重建體 數(shù)據(jù)，根據(jù)該體數(shù)據(jù)通過三維圖像處理部128生成模擬的三維圖像，并顯示在監(jiān)視器116 上。由此確認(rèn)導(dǎo)管手術(shù)的結(jié)果(S20)。估計具體處理的動作如下。(肝癌TAE(栓塞手術(shù)))(1)拍攝單一 CT，決定通過配備了寬廣視野區(qū)域檢測器的ADCT體掃描(16cm)進 行透視的范圍。(2)使用平面透視功能，將導(dǎo)管挪至SMA(腸系膜上動脈)，并通過體掃描拍攝 CTAP (門脈造影)。(3)在平面透視中，將導(dǎo)管挪至肝總動脈，并通過體掃描攝影CTA。(4)利用CTA制作血管的三維圖像，并辨認(rèn)腫瘤的營養(yǎng)血管。
(5) 一邊確認(rèn)三維 圖像一邊操作微導(dǎo)管(micro catheter)而挪至腫瘤的營養(yǎng)血管。(6)在CTA中確認(rèn)腫瘤的感染。(7)在平面透視中一邊確認(rèn)一邊向腫瘤投放栓塞物。(8)在CTA中確認(rèn)栓塞物遍布腫瘤。在上述步驟(5)中，根據(jù)制作的三維圖像顯示看得清血管的分歧部分的位置。依 據(jù)該位置旋轉(zhuǎn)、傾斜臺架(也可以自動進行)。從而能在平面透視中確認(rèn)分歧部分。一邊旋 轉(zhuǎn)臺架一邊以立體的方式進行攝影直到立體觀察，一邊確認(rèn)實際的微導(dǎo)管的狀態(tài)與CTA的 三維圖像中血管分布流向狀態(tài)，一邊進行導(dǎo)管操作而向適當(dāng)?shù)难芤龑?dǎo)。通常的三維透視 即使在范圍不足下使用也不能取得效果。在本實施方式中，由于在一圈中只輻射兩次就可立體觀察的情況，而具有不但操 作順利而且被輻射也很少就能結(jié)束的效果。根據(jù)需要，變更顯示位置而重復(fù)操作(此時， CTA的三維顯示也聯(lián)動)。(穿刺活檢(肺部))(1)拍攝單一 CT，決定通過ADCT體掃描(16cm)進行透視的范圍。(2)制作三維圖像，并研究到達腫瘤之前不損傷支氣管或血管的針的導(dǎo)向裝置。(3)沿著導(dǎo)向裝置，算出可以分清主要血管和支氣管等的顯示角度。(4)旋轉(zhuǎn)、傾斜臺架從而使其變?yōu)樵摻嵌?，并在平面透視中進行確認(rèn)。(5) 一邊旋轉(zhuǎn)臺架一邊進行立體攝影、立體觀察，一邊確認(rèn)周圍的血管或支氣管的 位置一邊將活檢用的穿刺針推進至標(biāo)靶腫瘤。(6)根據(jù)需要，變更顯示位置而重復(fù)該操作。如上通過本實施方式，可以以最小的被輻射量取得有效利用ADCT的優(yōu)點的廣泛 范圍內(nèi)的三維CT透視圖像，并且一邊將穿刺或?qū)Ч懿僮髋c三維體積圖像融合一邊進行，從 而可以期待精度提高或手術(shù)時間的縮短。進而不需要實時重建數(shù)百張并MPR，能實現(xiàn)低成 本。以上說明了特定的實施方式，但這些實施方式僅以例子的方式提出，而并不用于 限制本發(fā)明的范圍。實際上，這里所述的新穎實施方式能夠以各種其它形式具體實施，而 且，在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，可以對這里所述的實施方式的形式進行各種省略、替 換和改變。所附的權(quán)利要求及其等同方案意在覆蓋落入本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的上述形式 或變形。
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，包括 X射線管；X射線檢測器，具有被排列成二維狀的多個X射線檢測元件；旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，支撐上述X射線管與上述X射線檢測器，使它們在被檢體的周圍能夠旋轉(zhuǎn)；高電壓產(chǎn)生部，產(chǎn)生為了從上述X射線管產(chǎn)生X射線而向上述X射線管施加的高電壓；重建處理部，根據(jù)上述X射線檢測器的輸出來重建多切片的斷層圖像數(shù)據(jù)或體數(shù)據(jù)；投影圖像產(chǎn)生部，根據(jù)上述X射線檢測器的輸出產(chǎn)生投影圖像；圖像顯示部；以及透視控制部，為了立體透視而控制上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、上述高電壓產(chǎn)生部、上述X射線檢測 器、上述投影圖像產(chǎn)生部以及上述圖像顯示部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于在上述立體透視中，上述X射線管與上述X射線檢測器一起連續(xù)旋轉(zhuǎn)，上述X射線管每 次通過其旋轉(zhuǎn)軌道上的與兩眼視差對應(yīng)的成對的觀察點時向上述被檢體重復(fù)照射X射線， 在上述X射線管的旋轉(zhuǎn)期間中根據(jù)上述X射線檢測器的輸出而由上述投影圖像產(chǎn)生部產(chǎn)生 與一個觀察點對應(yīng)的系列的右眼用圖像和與另一個觀察點對應(yīng)的系列的左眼用圖像，在上 述X射線管的旋轉(zhuǎn)期間中上述系列的右眼用圖像與上述系列的左眼用圖像分別作為動態(tài) 圖像被顯示在上述圖像顯示部上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于 上述成對的觀察點具有5-10°范圍內(nèi)的某一角度差。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于 在上述X射線管的旋轉(zhuǎn)期間中上述成對的觀察點的位置被變更。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于在上述X射線管的旋轉(zhuǎn)期間中，按照操作者的指示切換透視掃描操作與體掃描操作， 其中，在上述透視掃描操作中，上述X射線管每次通過上述成對的觀察點時照射X射 線；在上述體掃描操作中，上述X射線管連續(xù)照射X射線。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于，還包括 設(shè)定輔助部，生成上述成對的觀察點的設(shè)定輔助畫面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于在上述設(shè)定輔助畫面中，包含上述成對的觀察點各自的角度、上述成對的觀察點的角 度差、以及與上述成對的觀察點的角度差對應(yīng)的時間差。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于在上述設(shè)定輔助畫面中，包含上述X射線管的旋轉(zhuǎn)軌道的模式圖和與上述成對的觀察 點對應(yīng)的標(biāo)志。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于從與上述成對的觀察點中的一個偏離90°的其他觀察點照射X射線，并產(chǎn)生圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于， 還包括傾斜機構(gòu)，使上述X射線管與上述X射線檢測器之間的旋轉(zhuǎn)軸傾斜；上述透視控制部為了與上述連續(xù)的旋轉(zhuǎn)、上述X射線的產(chǎn)生以及上述投影圖像的顯示 并行地、按照操作者的指示使上述旋轉(zhuǎn)軸傾斜而控制上述傾斜機構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于上述透視控制部為了與上述連續(xù)的旋轉(zhuǎn)、上述X射線的產(chǎn)生以及上述投影圖像的顯示 并行地、按照操作者的指示使上述X射線管的旋轉(zhuǎn)軌道上的上述成對的觀察點移位而控制 上述高電壓產(chǎn)生部。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于，還包括三維圖像處理部，根據(jù)上述重建的多切片的斷層圖像數(shù)據(jù)或體數(shù)據(jù)生成將上述成對的 觀察點分別作為視點的二維圖像。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于在上述立體透視中，上述X射線管與上述X射線檢測器一起連續(xù)旋轉(zhuǎn)，上述X射線管每 次通過旋轉(zhuǎn)軌道上的3個以上的觀察點時向上述被檢體照射X射線，上述觀察點各相距與 兩眼視差對應(yīng)的角度，在上述X射線管的旋轉(zhuǎn)期間中根據(jù)上述X射線檢測器的輸出由上述 投影圖像產(chǎn)生部產(chǎn)生與上述觀察點分別對應(yīng)的3個以上系列的圖像，在上述X射線的旋轉(zhuǎn) 期間中，按照操作者的指示而從上述3個以上系列的圖像中選擇的、與相鄰的兩個觀察點 對應(yīng)的兩串一連串的圖像，分別作為動態(tài)圖像被顯示在上述圖像顯示部上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種X射線計算機斷層攝影裝置，在配備區(qū)域檢測器的X射線計算機斷層攝影裝置中，能夠應(yīng)用于對導(dǎo)管手術(shù)等要求即時性與寬廣視野的狀況。該裝置具有X射線管、具有被排列成二維狀的多個X射線檢測元件的X射線檢測器、支撐X射線管與X射線檢測器使它們在被檢體的周圍可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、為了從X射線管產(chǎn)生X射線而產(chǎn)生向X射線管施加的高電壓的高電壓產(chǎn)生部、根據(jù)X射線檢測器的輸出重建多切片的斷層圖像數(shù)據(jù)或體數(shù)據(jù)的重建處理部、圖像顯示部。該裝置還具備根據(jù)X射線檢測器的輸出產(chǎn)生投影圖像的投影圖像產(chǎn)生部與為了立體透視控制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、高電壓產(chǎn)生部、X射線檢測器、投影圖像產(chǎn)生部以及圖像顯示部的透視控制部。
文檔編號A61B6/03GK102106739SQ201010606070
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者塚越伸介, 津雪昌快 申請人:東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社, 株式會社東芝