JP2003204961A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Ｘ線ｃｔ装置

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JP2003204961A JP2002003321A JP2002003321A JP2003204961A JP 2003204961 A JP2003204961 A JP 2003204961A JP 2002003321 A JP2002003321 A JP 2002003321A JP 2002003321 A JP2002003321 A JP 2002003321A JP 2003204961 A JP2003204961 A JP 2003204961A
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    • A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
    • A61B6/541—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis involving acquisition triggered by a physiological signal
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Clinical applications
    • A61B6/503—Clinical applications involving diagnosis of heart

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間で着目部位において心臓の拍動による
モーションアーチファクトが少ない心臓断層像を得るこ
とができるＸ線ＣＴ装置を提供する。 【解決手段】 予め静止心時相データを各部位毎に画像
処理装置７に保持しておき、操作者が着目する心臓ある
いは心臓周辺の着目部位と、心電計６による測定時の患
者の心拍数から算出手段７ａによって静止心時相を求
め、断層像作成手段７ｃにより求められた静止心時相に
おいて撮影された投影データを画像再構成することによ
って、短時間で着目部位において心臓の拍動によるモー
ションアーチファクトが少ない心臓断層像を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐ
ｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置に関し、より詳
細には、心臓などの撮像対象の周期的運動の同一時相の
画像を取得することができるＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に心臓のＣＴ検査では、心臓の拍動
によるモーションアーチファクトを低減するため、スキ
ャンデータに心電波形を付加してデータを収集し、得ら
れた心電情報を用いて心臓の動きが最も少ない心時相
（以下、静止心時相と称す）で撮影された投影データを
画像再構成して心臓断層像を得ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで静止心時相
は、図２に示すように一般的にＲ波の位置を基準にし
て、隣接するＲ波間の相対位置によって表される。しか
し、心臓の部位あるいは心臓周辺の部位毎に心拍動の影
響の少ない心時相が異なり、部位によってはモーション
アーチファクトを生じる可能性がある。また、静止心時
相は撮影対象の患者や患者の健康状態によっても変動す
るものであり、装置によって決定された静止心時相で
は、モーションアーチファクトの少ない心臓断層像を得
ることができない場合がある。この場合、静止心時相を
決定する手段として同じ測定位置で心時相の異なる断層
像を複数作成し、その内からモーションアーチファクト
の少ない画像を選択することが考えられるが、複数枚の
断層像を作成することは膨大な時間を要し、また操作者
が複数枚の断層像からモーションアーチファクトの少な
い画像を選択する手間が生じてしまう。
【０００４】本発明の目的は、短時間で着目部位におい
て心臓の拍動によるモーションアーチファクトが少ない
心臓断層像を得ることができるＸ線ＣＴ装置を提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、静止心時相の投影データを画像再構成して
断層像を得るように構成したＸ線ＣＴ装置において、撮
影中に得られた被検者の心電情報から任意の位置を撮影
した時刻のＲ波の間隔から被検者の心拍数を算出し、こ
の心拍数から任意の身体部位でのモーションアーチファ
クトが少ない静止心時相を算出する算出手段と、この算
出手段で算出した静止心時相に相当すると共に画像再構
成に必要な投影角度範囲の投影データを形成する投影デ
ータ形成手段と、この投影データ形成手段で得られた投
影データから任意の撮影位置における断層像を画像再構
成によって作成する断層像作成手段とを設けたことを特
徴とする。
【０００６】本発明によるＸ線ＣＴ装置は、撮影中に得
られた被検者の心電情報から任意の位置を撮影した時刻
のＲ波の間隔から被検者の心拍数を算出し、この心拍数
から任意の身体部位でのモーションアーチファクトが少
ない静止心時相を算出手段によって算出し、この静止心
時相に相当すると共に画像再構成に必要な投影角度範囲
の投影データを投影データ形成手段で形成し、この投影
データから断層像作成手段により任意の撮影位置におけ
る断層像を画像再構成によって作成するようにしている
ため、短時間で着目部位において心臓の拍動によるモー
ションアーチファクトが少ない心臓断層像を得ることが
できる。
【０００７】また請求項２に記載したものでは、請求項
１記載のものにおいて、任意の撮影位置における再構成
処理後の再構成画像上で上記撮影位置における心時相の
異なる複数の断層像を作成する複数断層像作成手段と、
この複数断層像作成手段による複数の断層像の中から最
もモーションアーチファクトの少ない心時相における断
層像を選択する選択手段と、この選択手段により選択さ
れた断層像を再度画像再構成処理して断層像を作成する
再度画像再構成処理手段とを設けたことを特徴とする。
このようなＸ線ＣＴ装置によれば、静止心時相は、撮影
対象の患者、患者の健康状態によって変動するために断
層像にモーションアーチファクトが生じる場合がある
が、複数の心時相における投影データを作成し、それぞ
れの投影データに対して選択範囲内のみの画像再構成を
行なって断層像を得、この画像再構成処理は選択範囲の
みを行なうため、画像領域全体の画像再構成処理に比べ
て演算時間の短縮を図りながら、上述の目的を達成する
ことができる。
【０００８】さらに、請求項３および請求項４記載のも
のでは、請求項１記載のものにおいて、上記算出手段
は、被険者の心拍数と移動量が最も小さい心時相の関係
を示す身体部位毎の情報と、上記任意の撮影位置におけ
る心拍数と、入力した任意の身体部位の情報とから算出
するように構成したことを特徴とする。このようなＸ線
ＣＴ装置によれば、さらに予め得た相関関係を利用した
ため、容易に任意の身体部位でのモーションアーチファ
クトが少ない静止心時相を得ることができる。
【０００９】さらに請求項４記載のものでは、請求項２
記載のものにおいて、上記選択手段は、上記任意の撮影
位置における心時相の異なる複数の断層像の各々につい
て選択領域内のＣＴ値の積分値を算出し、一連の心時相
のうち、上記ＣＴ値の積分値の変動が最も少ない心時相
の断層像を最もモーションアーチファクトの少ない心時
相における断層像として選択するように構成したり、も
しくは上記選択手段は、上記任意の撮影位置における心
時相の異なる複数の断層像の各々について前後の心時相
の断層像との相関を求め、一連の心時相のうち、相関が
最も小さい心時相の断層像を最もモーションアーチファ
クトの少ない心時相における断層像として選択するよう
に構成したり、あるいは上記選択手段は、上記任意の撮
影位置における心時相の異なる複数の断層像の各々につ
いて前後の心時相における断層像との差分を求め、一連
の心時相のうち、差分が最も小さい心時相の断層像を最
もモーションアーチファクトの少ない心時相における断
層像として選択するように構成したため、任意の位置に
おけるモーションアーチファクトが少ない静止心時相を
得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に
よるＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すブロック構成図であ
る。このＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線照射部および検出を行な
うスキャナガントリ部２と、このスキャナガントリ部２
で検出された計測データから投影データを作成して投影
データをＣＴ画像信号に処理する画像処理装置７と、Ｃ
Ｔ画像を出力する表示装置５とを備えている。スキャナ
ガントリ部２は、測定制御装置１１によって制御される
回転駆動装置１０によって回転駆動される回転円盤８
と、この回転円盤８に搭載されたＸ線管１と、このＸ線
管１に取り付けられてＸ線束の方向を制御するコリメー
タ９と、回転円盤８に搭載されたＸ線検出器４とを備え
ている。またＸ線管１から発生するＸ線強度は測定制御
装置１１によって制御され、この測定制御装置１１は入
力装置１３を有するコンピュータ１２によって操作され
る。一方、画像処理装置７は被検者の心電波形を取得す
るために心電計６に接続されている。
【００１１】画像処理装置７は、種々の機能を有して構
成しているが、撮影中に得られた被検者の心電情報から
任意の位置を撮影した時刻のＲ波の間隔から被検者の心
拍数を算出し、この心拍数から任意の身体部位でのモー
ションアーチファクトが少ない静止心時相を算出する算
出手段７ａと、この算出手段７ａで算出した静止心時相
に相当すると共に画像再構成に必要な投影角度範囲の投
影データを形成する投影データ形成手段７ｂと、この投
影データ形成手段７ｂで得られた投影データから任意の
撮影位置における断層像を画像再構成によって作成する
断層像作成手段７ｃと、任意の撮影位置における再構成
処理後の再構成画像上で上記撮影位置における心時相の
異なる複数の断層像を作成する複数断層像作成手段７ｄ
と、この複数断層像作成手段７ｄによる複数の断層像の
中から最もモーションアーチファクトの少ない心時相に
おける断層像を選択する選択手段７ｅと、この選択手段
７ｅにより選択された断層像を再度画像再構成処理して
断層像を作成する再度画像再構成処理手段７ｆとを有し
ている。
【００１２】図示のように患者テーブル３に被検者を寝
かせた状態で、Ｘ線管１からＸ線を照射すると、このＸ
線はコリメータ９により指向性を得てＸ線検出器４によ
って検出されるが、この際、回転円盤８を被検者の周り
に回転させることにより、Ｘ線を照射する方向を変えな
がらＸ線検出器４を用いてＸ線を検出する。このように
して検出した計測データは画像処理装置７に転送され
て、心電計６により計測される被検者の心電情報と、測
定制御装置１１から得られる撮影条件からモーションア
ーチファクトの少ない投影データを形成し、ＣＴ画像に
再構成して表示装置５に出力する。
【００１３】静止心時相は、心臓の部位、あるいは心臓
周辺の部位によって異なることが知られている。また静
止心時相は被検者の心拍数の影響を受けることが知られ
ており、図３のような関係がある。図３は、日本放射線
技術学会第５７回総会学術大会における一般演題番号２
９３「マルチスライスＣＴを用いた心電同期再構成法に
よる心臓ＣＴの初期経験」から引用した静止心時相特性
図を示しており、横軸に被検者の心拍数、縦軸は隣接す
るＲ波間の相対位置をパーセンテージで表している。図
３に示すように回旋枝ａ、前下降枝ｂおよび右冠動脈ｃ
などの各部位は、心拍数が増えるにつれて静止心時相の
パーセンテージが増加する傾向があり、各部位毎に静止
心時相の増加率が異なることが分かる。また、図３の静
止心時相はあくまで一般的な患者の傾向を示すものであ
り、撮影対象となる患者の個体差、患者の健康状態によ
って変動する。
【００１４】図３のような傾向から、撮影時に心電計６
にて測定した被検者の心拍数が分かれば、操作者が着目
する心臓の部位、あるいは心臓周辺の部位における静止
心時相が求められ、その静止心時相にて撮影された投影
データを画像再構成することによって、操作者の着目部
位において最もモーションアーチファクトの少ない断層
像を得ることができる。
【００１５】図４は、上述したＸ線ＣＴ装置によりモー
ションアーチファクトの少ない断層像を得るまでの動作
工程を示すフローチャートである。始めに、ステップＳ
１で心電計６によって測定される心電情報を画像処理装
置７に読み込む。画像処理装置７の算出手段７ａは、読
み込んだ心電情報からステップＳ２で撮影時の被検者の
心拍数を算出する。次に操作者は、ステップＳ３として
着目部位を入力装置１３によって指定する。予め、画像
処理装置７には心臓の部位、つまり右冠状脈、左冠状
脈、回旋枝など、あるいは心臓周辺の部位、つまり肺動
脈、肺静脈、肺野などごとに、図３のような心拍数と静
止心時相の関係をデータとして記憶しており（以下静止
心時相データと称す）、ステップＳ２で算出した患者の
心拍数と、ステップＳ４で画像処理装置７に記憶した着
目部位の静止心時相データを読み込み、ステップＳ５で
算出手段７ａはこれらから着目部位の静止心時相を算出
する。このときの着目部位の指定は、図５に示すように
画像処理装置７に記憶されている静止心時相データ名
を、表示装置５のユーザーインターフェイス５ａに表示
し、部位１６ａ〜１６ｎの指定を入力装置１３を用いて
選択することにより行なわれ、操作者はスムーズに着目
部位の選択を行なうことができる。
【００１６】次に画像処理装置７の投影データ形成手段
７ｂは、ステップＳ６で心電情報を基に静止心時相に撮
影された任意のスライス位置における画像再構成に必要
な投影角度範囲の投影データを形成する。この場合、時
間分解能の向上のため異なるスキャンデータから、同じ
心時相の投影データを収集する方法が取られる。形成さ
れた投影データは、ステップＳ７で断層像作成手段７ｃ
により画像再構成され、ステップＳ８で表示装置５に描
画される。これらの手順により、操作者が着目する部位
において最もモーションアーチファクトの少ない断層像
を得ることができる。
【００１７】前述したように静止心時相は、撮影対象の
患者、患者の健康状態によって変動するため、図４で示
した手法を用いても断層像にモーションアーチファクト
が生じる場合がある。そのような場合でも、任意のスラ
イス位置におけるモーションアーチファクトの少ない断
層像を得ることを可能とする手法を図６に示したフロー
チャートで説明する。
【００１８】始めに、ステップＳ１で任意のスライス位
置における断層像を表示装置５に表示する。次に、ステ
ップＳ２で図７のように操作者は入力装置１３を使用
し、着目部位１６を入力装置１３を用いて範囲指定す
る。次にステップＳ３で画像処理装置７の複数断層像作
成手段７ｄは、図８に示すように任意のスライス位置に
おける様々な心時相における投影データを作成し、それ
ぞれの投影データに対して前過程にて指定された断層画
像上の範囲についてのみ画像再構成処理を行なう。図８
ではｎ種類の心時相における投影データを作成し、それ
ぞれの投影データに対して選択範囲内のみの画像再構成
を行ない、ｎ種類の心時相における断層像を得ている。
この画像再構成処理は選択範囲のみを行なうため、画像
領域全体の画像再構成処理に比べて演算時間の短縮が図
られる。例えば５１２×５１２画素の断層像に対して、
範囲指定された領域が６４×６４画素であった場合、演
算時間は６４分の１に短縮される。
【００１９】次に、ステップＳ４として選択手段７ｅ
は、再構成された心時相の異なる複数の断層像から最も
モーションアーチファクトの少ない心時相における再構
成画像を選択する。この選択手段７ｅとして次のような
手法が考えられる。モーションアーチファクトの少ない
心時相における再構成画像を選択するために、それぞれ
の再構成画像において、指定範囲内のＣＴ値の積分値Ｒ
ＯＩを求める。得られたＲＯＩは心時相毎に変動し、着
目部位の移動量が大きいほどＲＯＩの変動も大きくな
る。つまり、ＲＯＩの変動が小さい心時相の再構成画像
が、操作者が選択した範囲の部位において最もモーショ
ンアーチファクトの少ない心時相の再構成画像となる。
このような手法を用いて最もモーションアーチファクト
の少ない心時相における再構成画像を選択する。
【００２０】もしくは選択手段７ｅとして、モーション
アーチファクトの少ない心時相における再構成画像を選
択するために、それぞれの再構成画像毎に前後の心時相
における再構成画像との相関を求める。画像毎に得られ
る相関は心時相によって変動し、着目部位の移動量が大
きいほど相関が大きくなる。つまり、相関が最も小さい
心時相における再構成画像が、操作者が選択した範囲の
部位において最もモーションアーチファクトの少ない心
時相の再構成画像となる。
【００２１】あるいは選択手段７ｅとして、モーション
アーチファクトの少ない心時相における再構成画像を選
択するために、それぞれの再構成画において、前後の心
時相における再構成画像との差分を求める。各画像の差
分は心時相毎に変動し、着目部位の移動量が大きいほど
差分が大きくなる。つまり、差分が最も小さい心時相に
おける再構成画像が、操作者が選択した範囲の部位にお
いて最もモーションアーチファクトの少ない心時相の再
構成画像となる。
【００２２】このような選択手段７ｅを用いて最もモー
ションアーチファクトの少ない心時相における再構成画
像を選択し、選択された断層像は、操作者によって指定
された範囲しか画像再構成が行われていないため、ステ
ップＳ５として画像処理装置７の再度画像再構成処理手
段７ｆを用いて再度画像再構成を行ない、得られた完全
な断層像を表示装置５に描画する。このようにして、静
止心時相が変動した場合でも任意のスライス位置におけ
るモーションアーチファクトの少ない断層像を得ること
ができる。
【００２３】尚、上述した実施の形態では、任意のスラ
イス位置における二次元断層像についてのみ言及してい
るが、同様の処理を複数のスライス位置で繰り返し行な
い、得られた複数の断層画像を用いれば、着目部位のモ
ーションアーチファクトの少ない三次元画像が得られる
ことが明らかである。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によるＸ線Ｃ
Ｔ装置によれば、心拍数から任意の身体部位でのモーシ
ョンアーチファクトが少ない静止心時相を得ることがで
き、しかも各身体部位毎に考慮して算出するため、短時
間で着目部位における心臓の拍動によるモーションアー
チファクトが少ない心臓断層像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるＸ線ＣＴ装置を示
すブロック構成図である。
【図２】心電計から得られる心電情報を示す特性図であ
る。
【図３】静止心時相と心拍数との関係を示す静止心時相
特性図である。
【図４】図１に示したＸ線ＣＴ装置により断層像を得る
ための処理を示すフローチャートである。
【図５】図１に示したＸ線ＣＴ装置における表示装置の
正面図である。
【図６】図１に示したＸ線ＣＴ装置により断層像を得る
ための他の処理を示すフローチャートである。
【図７】図６に示した処理の際の表示装置を示す正面図
である。
【図８】図６に示した処理の詳細を説明する工程図であ
る。
【符号の説明】
１ Ｘ線管 ２ スキャナガントリ ４ Ｘ線検出器 ５ 表示装置 ６ 心電計 ７ 画像処理装置 ７ａ 算出手段 ７ｂ 投影データ形成手段 ７ｃ 断層像作成手段 ７ｄ 複数断層像作成手段 ７ｅ 選択手段 ７ｆ 再度画像再構成処理手段 １３ 入力装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C093 AA22 AA26 CA13 DA02 FA34 FA47 FE13 FF50 5B057 AA09 BA03 BA24 CA02 CA08 CA12 CA16 CB02 CB08 CB13 CB16 CE08

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 静止心時相の投影データを画像再構成し
    て断層像を得るように構成したＸ線ＣＴ装置において、
    撮影中に得られた被検者の心電情報から任意の位置を撮
    影した時刻のＲ波の間隔から被検者の心拍数を算出し、
    この心拍数から任意の身体部位でのモーションアーチフ
    ァクトが少ない静止心時相を算出する算出手段と、この
    算出手段で算出した静止心時相に相当すると共に画像再
    構成に必要な投影角度範囲の投影データを形成する投影
    データ形成手段と、この投影データ形成手段で得られた
    投影データから任意の撮影位置における断層像を画像再
    構成によって作成する断層像作成手段とを設けたことを
    特徴とするＸ線ＣＴ装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のものにおいて、任意の撮
    影位置における再構成処理後の再構成画像上で上記撮影
    位置における心時相の異なる複数の断層像を作成する複
    数断層像作成手段と、この複数断層像作成手段による複
    数の断層像の中から最もモーションアーチファクトの少
    ない心時相における断層像を選択する選択手段と、この
    選択手段により選択された断層像を再度画像再構成処理
    して断層像を作成する再度画像再構成処理手段とを設け
    たことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
  3. 【請求項３】 請求項１記載のものにおいて、上記算出
    手段は、被険者の心拍数と移動量が最も小さい心時相の
    関係を示す身体部位毎の情報と、上記任意の撮影位置に
    おける心拍数と、入力した任意の身体部位の情報とから
    算出するように構成したことを特徴とするＸ線ＣＴ装
    置。
  4. 【請求項４】 請求項２記載のものにおいて、上記選択
    手段は、上記任意の撮影位置における心時相の異なる複
    数の断層像の各々について選択領域内のＣＴ値の積分値
    を算出し、一連の心時相のうち、上記ＣＴ値の積分値の
    変動が最も少ない心時相の断層像を最もモーションアー
    チファクトの少ない心時相における断層像として選択す
    るように構成したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
  5. 【請求項５】 請求項２記載のものにおいて、上記選択
    手段は、上記任意の撮影位置における心時相の異なる複
    数の断層像の各々について前後の心時相の断層像との相
    関を求め、一連の心時相のうち、相関が最も小さい心時
    相の断層像を最もモーションアーチファクトの少ない心
    時相における断層像として選択するように構成したこと
    を特徴とするＸ線ＣＴ装置。
  6. 【請求項６】 請求項２記載のものにおいて、上記選択
    手段は、上記任意の撮影位置における心時相の異なる複
    数の断層像の各々について前後の心時相における断層像
    との差分を求め、一連の心時相のうち、差分が最も小さ
    い心時相の断層像を最もモーションアーチファクトの少
    ない心時相における断層像として選択するように構成し
    たことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
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