JP2005168948A

JP2005168948A - Ｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP2005168948A
Application number: JP2003415973A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Kokubu; 博人國分; Yasushi Miyazaki; 宮崎　　靖
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2003-12-15
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2023-12-15
Also published as: JP4503279B2

Abstract

【課題】正しく運動部位の運動状態を判定あるいは推定できなかった場合においても所望の運動状態における断層像を精度良く得ることができるようにしたＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】第一の画像再構成手段７ａによって生体センサ情報を元に画像再構成した断層像が所望の運動状態を示しているか判定手段７ｃによって判定し、その結果、所望の運動状態を示していない場合、撮影データあるいは画像再構成後の断層像から解析された運動情報を元に第二の画像再構成手段７ｂによって画像再構成を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮影中に周期的あるいは非周期的に運動する部位の撮影するＸ線ＣＴ装置に関する。

周期的あるいは非周期的に運動する身体部位をＸ線ＣＴ装置で撮影した場合、得られた断層像には動きに起因するアーチファクトが発生する。このアーチファクトを低減するためには、一般的には心電計や呼吸センサなどの生体センサを用いて生理的運動を電気信号に変換する計測を合わせて行い、得られた電気信号を用いて撮影を制御したり画像を処理したりしている。例えば、心臓を対象とする撮影を行う場合、心電計によって計測された電気信号を撮影データに付加して収集し、得られた心電情報を元に画像再構成を行い、任意の心時相における心臓断層像を得る心電同期再構成法が知られており、心電波形のＲ波を基準に使用する撮影データ範囲を決定し画像再構成を行う方法や、心時相が等しく異なるスキャンの撮影データを収集し、収集した撮影データを画像再構成することによって時間分解能の向上を図るような方法がある。

一方、心電計を用いずに、撮影データあるいは画像再構成後の心臓断層像から心運動を推定し、任意の心時相における心臓断層像を得る心運動同期再構成法が知られており、この心運動同期再構成法によれば、電気信号を介さずに実際の撮影データから心運動を解析するため、患者や患者の健康状態に依らず任意の心時相における断層像を作成することができる。例えば、対向関係にある撮影データの差分を取ることによって動かない部分を取り除き、差分データを画像処理することによって心運動を解析している。

また、予め静止心時相データを各部位毎に画像処理装置に保持しておき、操作者が着目する心臓などの着目部位と心電計による測定時の患者の心拍数から算出手段によって静止心時相を求め、断層像作成手段によって求め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ようにしたＸ線ＣＴ装置が示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２０４９６１号公報

しかしながら、上述した心電同期再構成法においては、心電計から得られる電気信号と実際の心運動とを各患者に対して厳密に相関させることはできないし、仮に電気信号との相関が完全に得られたとしても、電気信号が示す時相における心臓の運動状態が必ずしもすべて患者に共通な運動状態であるとは限らない。例えば、心臓の動きが最も少ない心時相は心電波形におけるＲ波間の相対位置７０%の付近であることが知られているが、この心時相は患者やその健康状態によって前後し、さらには心臓を構成する部位によっても前後する。また心電計のトラブルなどにより正常な信号を取得できなかった場合、正しく心時相を判別することができない。また上述した心運動同期再構成法においては、患者の心拍数が高い場合やスキャナの回転速度が遅い場合に心運動推定精度が劣化するという問題があり、仮に心運動の推定に失敗した場合には任意の心時相における心臓断層像を得ることができない。

本発明の目的は、正しく運動部位の運動状態を判定あるいは推定できなかった場合においても所望の運動状態における断層像を精度良く得ることができるようにしたＸ線ＣＴ装置を提供するにある。

本発明は上記目的を達成するために、被検者にＸ線を照射するＸ線源と、このＸ線源に被検者を介して対向配置したＸ線検出器と、周期的あるいは非周期的に運動する部位の撮影同時に生体センサ情報を収集する生体センサと、上記Ｘ線検出器によって検出し収集した撮影データから表示装置へ表示する断層像を再構成する画像処理装置とを備えたＸ線ＣＴ装置において、上記画像処理装置に、上記生体センサで収集された生体センサ情報を元に上記部位の任意の運動状態おける断層像を作成する第一の画像再構成手段と、収集された撮影データから上記部位の運動情報を抽出し、抽出された運動情報を元に任意の運動状態における断層像を作成する第二の画像再構成手段と、上記第一の画像再構成手段によって作成された断層像が任意の運動状態を示しているかどうか判定し、任意の運動状態を示していない場合に上記第二の画像再構成手段を作動する判定手段とを設けたことを特徴とする。

また請求項２に記載の本発明は、被検者にＸ線を照射するＸ線源と、このＸ線源に被検者を介して対向配置したＸ線線検出器と、周期的あるいは非周期的に運動する部位の撮影同時に生体センサ情報を収集する生体センサと、上記Ｘ線検出器によって検出し収集した撮影データから表示装置へ表示する断層像を再構成する画像処理装置とを備えたＸ線ＣＴ装置において、上記画像処理装置に、上記生体センサで収集された生体センサ情報を元に上記部位の任意の運動状態おける断層像を作成する第一の画像再構成手段と、収集された撮影データから上記部位の運動情報を抽出し、抽出された運動情報を元に任意の運動状態における断層像を作成する第二の画像再構成手段と、生体センサ情報を上記表示装置の要修正断層像判定画面に表示する生体センサ情報表示手段と、上記生体センサ情報に重ねて第一の画像再構成手段が生体センサ情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲を上記要修正断層像判定画面に表示する生体センサ情報撮影データ範囲表示手段と、上記生体センサ情報対応して第二の画像再構成手段が運動情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲を上記要修正断層像判定画面に表示する運動情報波形撮影データ範囲表示手段とを備えたことを特徴とする。

以上説明したように本発明によるＸ線ＣＴ装置によれば、定常時の処理時間を延ばすことなく、周期的あるいは非周期的に運動する被験者の身体部位の撮影において生体センサ情報から正しく運動部位の運動状態を判定できなかった場合や、生体センサの信号の取得に失敗した場合においても、所望の運動状態における断層像を精度良く得ることができる。

また請求項２に記載の本発明によるＸ線ＣＴ装置によれば、操作者は表示装置の要修正断層像判定画面を見ながら生体センサ情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲と運動情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲を比較して、第一の画像再構成手段によって作成された断層像が任意の運動状態を示しているかどうか判定し、任意の運動状態を示していない場合に第二の画像再構成手段を作動させることができ、定常時の処理時間を延ばすことなく、周期的あるいは非周期的に運動する被験者の身体部位の撮影において生体センサ情報から正しく運動部位の運動状態を判定できなかった場合や、生体センサの信号の取得に失敗した場合においても、所望の運動状態における断層像を精度良く得ることができる。

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。
Ｘ線ＣＴ装置は、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、このＣＴ画像を表示する表示装置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により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を備えており、この回転円盤８にＸ線の集束を制御するコリメータ９を取り付けたＸ線源１と、患者テーブル３上の被検者を介してＸ線源１に対向配置したＸ線検出器４とを搭載している。測定制御装置１１には入力装置１３を有するコンピュータ１２が接続されており、このコンピュータ１２を介して被験者の心電波形を取得する心電計６が画像処理装置７に接続されている。

この画像処理装置７は種々の機能を有して構成されており、少なくとも収集された生体センサ情報を元に任意の運動状態おける断層像を作成する第一の画像再構成手段７ａと、収集された撮影データから運動部位の運動情報を抽出し、この抽出した運動情報を元に任意の運動状態における断層像を作成する第二の画像再構成手段７ｂと、第一の画像再構成手段７ａによって作成された断層像が任意の運動状態を示しているかどうか判定する判定手段７ｃと、第一の画像再構成手段７ａあるいは第二の画像再構成手段７ｂよって作成された断層像を表示し、この表示した断層像が第一の画像再構成手段７ａで作成したものか、それとも第二の画像再構成手段７ｂで作成したものかを表す記号を表示する再構成識別記号表示手段７ｄと、第一の画像再構成手段７ａあるいは第二の画像再構成手段７ｂよって作成された断層像の時間分解能と時相を同時に表す記号を表示するパラメータ記号表示手段７ｅとを備えている。

図示のように患者テーブル３に被験者を寝かせた状態でＸ線源１からＸ線を照射すると、コリメータ９により指向性を与えられたＸ線は被験者を透過してＸ線検出器４によって検出される。この際、回転円盤８を被験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を用いての検出を行うことができる。検出された計測データは画像処理装置７に転送され、画像処理装置７が有する種々の手段によって運動状態の解析が行われ、任意の時相における断層像が表示装置５に出力される。

図２は、上述したＸ線ＣＴ装置を用いて任意の時相における断層像を得るまでの処理動作を示すフローチャートであり、撮影対象の運動部位としては心臓を例示している。
始めにステップＳ１として撮影対象の運動部位である心臓領域のＣＴ撮影を行う。この際、撮影と同時に心電計６などの生体センサにより生体センサ情報を収集する。この撮影後、ステップＳ２において全ての所望の再構成位置で完了するまでステップＳ３の処理を繰り返して行う。ステップＳ３として第一の画像再構成手段７ａは、ステップＳ１で収集した心電情報を元に任意の心時相における断層像を作成する。生体センサ情報あるいは運動情報を用いて任意の時相における断層像を作成する画像再構成方法には大きく分けて二種類あり、そのいずれの再構成方法を用いても良い。

一つの再構成方法は、図３に示すように生体センサ情報あるいは運動情報１４を元に撮影データ１５から再構成に必要な撮影角度分（約１８０°）だけの撮影データを抽出し、この抽出した収集データ１６に対して画像再構成を行うものである。また任意の時相における断層像を作成するには、撮影データの抽出位置をシフトさせればよい。また任意のスライス位置における断層像を作成するには、各検出器列から得られた撮影データ間で補間処理を施すことによって同一スライス位置のデータセットを作成し画像再構成を行う。

他の再構成方法は、図４に示すように生体センサ情報あるいは運動情報１４を元に撮影データ１５から同じ時相で撮影された撮影データを１個以上収集し、組み合わせた収集データ１７に対して画像再構成を行うものである。同図では同じ時相で撮影された４個の撮影データを収集する例を示しており、生体センサ情報あるいは運動情報を基に同じ時相で撮影角度の異なる撮影データを再構成に必要な撮影角度分（約１８０°）だけを収集する。収集した収集データ１７を再構成することによって通常の再構成に比べ４分の１の時間分解能を実効的に実現できる。

ステップＳ２において所望の断層像位置で繰り返し実行したと判定した場合、ステップＳ４ではステップＳ５およびステップＳ６の処理動作を全ての所望の断層像の位置で完了するまで繰り返して行う。このステップＳ５では判定手段７ｃによりステップＳ３で作成した断層像の中から、何等かの原因により所望の心時相の断層像作成に失敗した断層像つまり要修正断層像か否かを判定する。

ここで、この要修正断層像の判定を行う判定手段７ｃについて説明する。
先ず、第二の画像再構成手段７ｂは運動情報を抽出する。図５は、コンピュータ１２に記憶された断層像に関するデータベースを模式的に示したもので、図中における各々の行が任意の位置の断層像に関する情報、つまり断層像位置１８、生体センサ情報再構成中心１９、運動情報再構成中心２０、差分２１などを保持している。生体センサ情報再構成中心１９の列には、ステップＳ３において第一の画像再構成手段７ａによって算出された生体センサ情報を用いる画像再構成方法で使用する撮影データ範囲の中心投影角度が記憶されている。運動情報再構成中心２０の列には第二の画像再構成手段７ｂによって算出される運動情報を用いる画像再構成方法で使用する撮影データ範囲の中心投影角度が記憶されている。

要修正断層像の場合、正常な断層像と比較して生体センサ情報再構成中心１９の値と運動情報再構成中心２０の値の差分２１が大きくなる。そこで、ステップＳ５の判定を行う判定手段７ｃは、この差分２１の値に任意の閾値を設定し、この設定閾値よりも差分２１の値が大きくなった場合に要修正断層像と判定するようにしている。この閾値の指定は入力装置１３から行い、その結果としての要修正断層像に関連する情報を表示装置５に画面表示させる。

上述した閾値は任意の値で良いが、閾値を低くするほど運動情報を用いた画像再構成を実施する断層像が増えるため演算時間が増加し、一方、閾値を高くするほど要修正断層像の判定精度が低下する。例えば図５に示したデータベースの場合、閾値を１００に設定すると、断層像位置５．５と、断層像位置６．０と、断層像位置７．５の断層像が要修正断層像と判定されることになる。また閾値を２００に設定すると、断層像位置６．０と、断層像位置７．５の断層像が要修正断層像と判定されることになる。操作者は、この判定結果を表示装置５の画面表示によって確認しながら閾値を変更することもできる。

ここでは撮影データ範囲の中心投影角度をパラメータとして要修正断層像の判定を行っているが、このパラメータは画像再構成で使用する撮影データ範囲を代表するパラメータであれば良く、例えば撮影データ先頭角度、撮影データ後尾角度などでも良い。また第一の画像再構成手段７ａと第二の画像再構成手段７ｂから作成されるそれぞれの断層像の時間分解能や、生体センサ情報と運動情報から算出されるそれぞれの運動周期の差分なども判定のためのパラメータとして利用できる。

ある位置の断層像がステップＳ５で要修正断層像と判定された場合、第二の画像再構成手段７ｂは、ステップＳ６でその部分の運動情報を用いた画像再構成を実施する。こうして全ての再構成位置での望ましい断層像を得ることになる。その後、必要に応じてこれら断層像を表示装置５に表示するが、この表示した断層像が第一の画像再構成手段７ａで作成したものか、それとも第二の画像再構成手段７ｂで作成したものかを表す記号を説明を後述する再構成識別記号表示手段７ｄによって表示し、操作者が識別できるようにする。また第一の画像再構成手段７ａあるいは第二の画像再構成手段７ｂよって作成された断層像の時間分解能と時相を説明を後述するパラメータ記号表示手段７ｅによって同時に表示する。

このようなＸ線ＣＴ装置では、収集された生体センサ情報を元に任意の運動状態おける断層像を作成する第一の画像再構成手段７ａと、収集された撮影データから運動部位の運動情報を抽出し、この抽出した運動情報を元に任意の運動状態における断層像を作成する第二の画像再構成手段７ｂと、第一の画像再構成手段７ａによって作成された断層像が任意の運動状態を示しているかどうか判定する判定手段７ｃとを備えているため、生体センサ情報を元にした断層像を作成する第一の画像再構成手段７ａが正しく運動部位の運動状態を判定できなかったり、生体センサ情報の取得に失敗しても、第二の画像再構成手段７ｂによって対応する適切な断層像を得ることができ、所望の運動状態における断層像を精度良く得ることができる。しかも、判定手段７ｃによって第一の画像再構成手段７ａによって作成された断層像が適切であると判定した場合、第二の画像再構成手段７ｂによる再構成は行われないので、再構成に要する時間を短縮して効率的に適切な断層像を得ることができる。

図６は、本発明の他の実施の形態によるＸ線ＣＴ装置、特に、要修正断層像の判定を行う他の判定手段７ｃによって表示装置５に表示された要修正断層像判定画面を示している。
ここで判定手段７ｃは、生体センサ情報である心電波形２２を表示する生体センサ情報表示手段と、第二の画像再構成手段７ｂによって撮影データから抽出した運動情報波形２３を表示する運動情報波形表示手段と、心電波形２２に重ねて第一の画像再構成手段７ａが生体センサ情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２４ａ，２４ｂを表示する生体センサ情報撮影データ範囲表示手段と、運動情報波形２３に重ねて第二の画像再構成手段７ｂが運動情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２５ａ，２５ｂを表示する運動情報波形撮影データ範囲表示手段とを備え、これらを目視しながら操作者によって要修正断層像の判定を行うようにしている。

要修正断層像判定画面には、その上側に生体センサ情報表示手段により心電波形２２を、また下側に運動情報波形表示手段とにより第２の画像再構成手段７ｂによって撮影データから抽出した運動情報波形２３を表示しており、それぞれの波形２２，２３は同時刻におけるものを同軸方向に表示している。また生体センサ情報撮影データ範囲表示手段は、心電波形２２に重ねて第一の画像再構成手段７ａが生体センサ情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２４ａ，２４ｂを表示している。さらに運動情報波形撮影データ範囲表示手段は、運動情報波形２３に重ねて第二の画像再構成手段７ｂが運動情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２５ａ，２５ｂを図示している。ここでは心電波形２２と運動情報波形２３を上下にならべて表示しているが、両波形２２，２３を重ねて示したり左右に並べて示したりしても良い。

このように表示装置５に表示される要修正断層像判定画面として、生体センサ情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２４ａ，２４ｂと、運動情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２５ａ，２５ｂを並べて表示しているので、操作者は両者の撮影データ範囲に相関が見られない断層像を要修正断層像として容易に目視判定することができる。例えば、図６に示した要修正断層像判定画面の場合、断層像位置１０ｍｍでは撮影データ範囲２４ａと撮影データ範囲２５ａとが良く一致しているが、断層像位置１２．５ｍｍでは撮影データ範囲２４ｂと撮影データ範囲２５ｂとが軸方向に大きくかけ離れている。この場合、操作者は断層像位置１２．５ｍｍの断層像を要修正断層像として容易に目視判定することができる。ここでは詳細な図示を省略しているが、要修正断層像として判別されたとき、操作者はその撮影データ範囲２４ｂを例えば入力装置１３であるマウスによって、図２のステップＳ５の判定を行ったとして、ステップＳ６での第二の画像再構成手段７ｂによる画像再構成を開始する指令信号とすることもできる。

図７は、本発明のさらに他の実施の形態によるＸ線ＣＴ装置、特に、要修正断層像の判定を行う他の判定手段７ｃによって表示装置５に表示された要修正断層像判定画面を示している。
ここで判定手段７ｃは、生体センサ情報である心電波形２２を表示する生体センサ情報表示手段と、心電波形２２に重ねて第一の画像再構成手段７ａが生体センサ情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２４ａ，２４ｂを表示する生体センサ情報撮影データ範囲表示手段と、第二の画像再構成手段７ｂによって撮影データから抽出した運動情報波形の波高に応じて強調を表示する運動情報波形強調表示手段とを備え、これらを目視しながら操作者によって要修正断層像の判定を行うようにしている。

生体センサ情報表示手段は、要修正断層像判定画面に心電波形２２を表示しており、生体センサ情報撮影データ範囲表示手段は、この心電波形２２に重ねて生体センサを用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２４ａ，２４ｂを表示している。また運動情報波形強調表示手段は、心電波形２２の背景として第二の画像再構成手段７ｂによって抽出された運動情報波形の波高に応じて濃淡をつけており、運動の小さい時刻の背景を淡い色、大きい時刻の背景が濃い色で強調表現するようにしている。しかし、ここでは図示の都合上、運動の小さい時刻の背景を間隔の粗い縦線で、また大きい時刻の背景を間隔の密な縦線で表示している。

同図において、断層像位置１０ｍｍでは撮影データ範囲２４ａの背景が間隔の粗い縦線で表現されているが、断層像位置１２．５ｍｍでは間隔の密な縦線で表示されている。従って操作者は、この要修正断層像判定画面を目視しながら、断層像位置１２．５ｍｍの断層像を要修正断層像として容易に判定することができる。そこで操作者は、要修正断層像として判別した撮影データ範囲２４ｂを例えば入力装置１３であるマウスによって、図２のステップＳ５の判定を行ったとして、ステップＳ６での第二の画像再構成手段７ｂによる画像再構成を開始する指令信号とすることもできる。

図８は、本発明のさらに他の実施の形態によるＸ線ＣＴ装置、特に、要修正断層像の判定を行う他の判定手段７ｃによって表示装置５に表示された要修正断層像判定画面を示している。
ここで判定手段７ｃは、生体センサ情報である心電波形２２を表示する生体センサ情報表示手段と、心電波形２２に重ねて第一の画像再構成手段７ａが生体センサ情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２４ａ，２４ｂを表示する生体センサ情報撮影データ範囲表示手段と、第二の画像再構成手段７ｂによって撮影データから抽出した運動情報波形２３を表示する第一運動情報波形表示手段と、運動情報波形２３に重ねて第二の画像再構成手段７ｂが運動情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２５ａ，２５ｂを表示する第一運動情報波形撮影データ範囲表示手段と、運動情報波形２３とは異なる運動情報抽出アルゴリズムによって第二の画像再構成手段７ｂにより算出された運動情報波形２６を第二表示運動情報波形表示手段と、運動情報波形２６に重ねて第二の画像再構成手段７ｂが運動情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２７ａ，２７ｂを表示する第二運動情報波形撮影データ範囲表示手段とを備え、これらを目視しながら操作者によって要修正断層像の判定を行うようにしている。

生体センサ情報表示手段はこの要修正断層像判定画面における上段に心電波形２２を、また第一運動情報波形表示手段は中段に第二の画像再構成手段７ｂによって算出された運動情報波形２３を、さらに第二表示運動情報波形表示手段は下段に運動情報波形２３とは異なる運動情報抽出アルゴリズムによって算出された運動情報波形２６をそれぞれ表示している。また生体センサ情報撮影データ範囲表示手段は心電波形２２に重ねて生体センサ情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２４ａ，２４ｂを、また第一運動情報波形撮影データ範囲表示手段は運動情報波形２３に重ねて運動情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２５ａ，２５ｂを、さらに第二運動情報波形撮影データ範囲表示手段は運動情報波形２６に重ねて運動情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２７ａ，２７ｂをそれぞれ表示している。

このように表示装置５に表示される要修正断層像判定画面として、心電波形２２に重ねて生体センサ情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２４ａ，２４ｂと、運動情報波形２３に重ねて運動情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２５ａ，２５ｂと、他の運動情報波形２６に重ねて運動情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２７ａ，２７ｂとを並べて表示しているので、操作者はこれら複数の撮影データ範囲に相関が見られない断層像を要修正断層像として一層容易に目視判定することができる。例えば、図８に示した要修正断層像判定画面の場合、断層像位置１０ｍｍでは撮影データ範囲２４ａと撮影データ範囲２５ａと撮影データ範囲２７ａとが良く一致しているが、断層像位置１２．５ｍｍでは撮影データ範囲２４ｂに対して撮影データ範囲２５ｂと撮影データ範囲２７ｂとが軸方向に大きくかけ離れている。この場合、操作者は断層像位置１２．５ｍｍの断層像を要修正断層像として容易に目視判定することができ、図６に示した要修正断層像判定画面の場合よりも判定のための情報量が増えているので、一層精度の良い判定を行うことができる。

図９は、本発明のさらに他の実施の形態によるＸ線ＣＴ装置、特に、要修正断層像の判定を行う他の判定手段７ｃによって表示装置５に表示された要修正断層像判定画面を示している。
ここで判定手段７ｃは、生体センサ情報である心電波形２２を表示する生体センサ情報表示手段と、心電波形２２に重ねて第一の画像再構成手段７ａが生体センサ情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２４ａ，２４ｂを表示する生体センサ情報撮影データ範囲表示手段と、撮影データ範囲２４ａ，２４ｂに対応してステップＳ３で作成した断層像２８ａ，２８ｂを要修正断層像判定画面に表示する生体センサ情報再構成画像表示手段と、第二の画像再構成手段７ｂによって撮影データから抽出した運動情報波形２３を表示する運動情報波形表示手段と、運動情報波形２３に重ねて第二の画像再構成手段７ｂが運動情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２５ａ，２５ｂを表示する運動情報波形撮影データ範囲表示手段と、撮影データ範囲２５ａ，２５ｂに対応してステップＳ６で作成した運動情報を用いた画像再構成によって得られる断層像２９ａ，２９ｂを表示する運動情報再構成画像表示手段とを備え、これら表示手段によって表示された状態の要修正断層像判定画面を目視しながら操作者によって要修正断層像の判定を行うようにしている。

この要修正断層像判定画面の上段には、生体センサ情報表示手段によって表示した心電波形２２と、生体センサ情報撮影データ範囲表示手段によって心電波形２２に重ねて生体センサ情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２４ａ，２４ｂと、生体センサ情報再構成画像表示手段により撮影データ範囲２４ａ，２４ｂに対応してステップＳ３で作成した断層像２８ａ，２８ｂを表示している。またその下段には、運動情報波形表示手段によって第二の画像再構成手段７ｂによって算出された運動情報波形２３と、運動情報波形撮影データ範囲表示手段によって運動情報波形２３に重ねて運動情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲２５ａ，２５ｂと、運動情報再構成画像表示手段によって撮影データ範囲２５ａ，２５ｂに対応してステップＳ６で作成した運動情報を用いた画像再構成によって得られる断層像２９ａ，２９ｂとを表示している。

ここで断層像２９ａ，２９ｂは、ステップＳ６で作成することになる断層像よりも小さい画像サイズで画像再構成を実施して第二の画像再構成手段７ｂによって作成するようにしている。このため、第二の画像再構成手段７ｂによってステップＳ６で再構成画像を作成する場合に比べて演算時間の短縮を図ることができる。例えば、ステップＳ６では５１２×５１２ピクセルの画像サイズで断層像を作成する場合、ここでの断層像２９ａ，２９ｂは６４×６４ピクセルの画像サイズで断層像を作成することによって、前者に比べて約６４分の１の演算時間で画像再構成が可能である。

操作者は、上述した要修正断層像判定画面に表示した心電波形２２および運動情報波形２３と、撮影データ範囲２４ａ，２４ｂおよび撮影データ範囲２５ａ，２５ｂに加えて、第一の画像再構成手段７ａよって得られる断層像２８ａ，２８ｂと、第二の画像再構成手段７ｂよって得られる断層像２９ａ，２９ｂとを比較することができ、判定のための情報量が増えているので、一層精度の良い判定を行って要修正画像を抽出することができる。

ここで、図１に示した再構成識別記号表示手段７ｄは、上述した要修正断層像判定画面に現在表示されている断層像が第一の画像再構成手段７ａによって作成されたものか、第二の画像再構成手段７ｂによって作成されたものかを判定できるように操作者を支援する。例えば、図１０に示すように表示対象となる断層像２８ａ，２８ｂ上に「心電情報」という文字３０ａを、また断層像２９ａ，２９ｂ上に「運動情報」などの文字３０ｂを識別記号として重ねて表示する。また、図１１に示すように第一の画像再構成手段７ａで作成された断層像２８ａ，２８ｂであればその一部を赤などで色づけし、これに対して第二の画像再構戒手段７ｂで作成された断層像２９ａ，２９ｂであればその一部を青などで色づけすることによって操作者が容易に識別できるようにすることができる。また図１２に示すように第一の画像再構成手段７ａで作成されたものであれば心電波形マーク３１ａを、一方、第二の画像再構成手段７ｂで作成されたものであればハートマーク３１ｂなどそれぞれの再構成方法から連想される図形を断層像上に表示することによって操作者が容易に識別できるようにしても良い。

また、図１に示したパラメータ表示手段７ｅは、上述した要修正断層像判定画面に現在表示されている断層像の心時相と時間分解能を示す画像情報記号を断層像に重ねて表示する。例えば、図１３に示すように一心拍周期が１．０Ｓ、心時相がＲ波間隔相対比８０%、時間分解能０．２Ｓの画像情報を付加し、撮影対象となる被検者の心電波形の一部を表示し、断層像が示す心時相にあたる部分３２を時間分解能０．２Ｓに相当する範囲としてマスクしている。また図１４に示すように上辺を心時相O%、下辺を心時相１００%と表現する方形を表示し、断層像が示す心時相にあたる波形部分３３を時間分解能０．２Ｓに相当する範囲として方形型にマスクしても良い。さらに、図１５に示すように３６０度を心時相１００%で表した円グラフを表示し、断層像が示す心時相にあたる角度３４を時間分解能０.２Ｓに相当する範囲として扇型にマスクする。このように心時相と時間分解能を一つの記号として表現することにより、操作者は断層像の画像情報を直感的に把握することができる。

図１６は、本発明のさらに他の実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の処理動作を示すフローチャートである。
図２のフローチャートで示した処理動作では、第一の画像再構成手段７ａと、第二の画像再構成手段７ｂとによってそれぞれ算出される再構成パラメータを比較して要修正断層像の判定を行ったのに対して、図１２に示した処理動作では、第一の画像再構成手段７ａによって作成された断層像から直接に要修正断層像を判定するようにしている。先の実施の形態と同等の処理動作については同一符号を付けて詳細な説明を省略し、相違する処理動作についてのみ説明する。

ステップＳ４ａにおいて判定手段７ｃは、ステップＳ１，Ｓ３で作成した断層像から、ＭＰＲ画像（ＭｕｌｔｉＰｌａｎｅｒＲｅｆｏｒｍａｔ）を作成してそれを表示装置５に表示する。例えば、図１７に示すように図中左側にステップＳ２で作成した任意の断層像３５を示し、図中右側には断層像３５上のＭＰＲ断面位置３６で指定された断面における、ステップＳ３で作成された複数の断層像から作成したＭＰＲ画像３７を示している。生体センサ情報を用いた画像再構成に要修正断層像が含まれる場合、ＭＰＲ画像３７のように心壁面３８が陥没あるいは突出するなど、ＭＰＲ画像３７上に変化が生じる。

ステップＳ４ｂにおいて操作者は、ＭＰＲ画像３７上に前述のような変化が生じている範囲を要修正断層像範囲３９と判定し、マウスなどの入力装置１３を用いて図示のようにＭＰＲ画像３７上で範囲指定する。これによって、この指定された範囲内に含まれる生体センサ情報を用いた再構成画像を要修正画像として判定したことになる。

図１６は、本発明のさらに他の実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の処理動作を示すフローチャートである。
図２に示した処理動作では、始めに第一の画像再構成手段７ａによって断層像を作成し、次に判定手段７ｃによって要修正断層像の判定を行い、その結果、要修正と判定された場合に第二の画像再構成手段７ｂによる対応部分の再構成を実行している。しかし、図１８に示したように第一の画像再構成手段７ａによって断層像を作成する前に要修正断層像の判定を行い、要修正断層像でなければ第１の画像再構成手段７ａを、要修正断層像であれば第２の画像再構成手段７ｂによって断層像を作成する。

ステップＳ１０では撮影対象の運動部位である心臓領域のＣＴ撮影を行う。この際、撮影と同時に心電計６などの生体センサにより生体センサ情報を収集する。この撮影後、ステップＳ１１で示すように断層像を作成する所望の位置でステソプＳ１２〜Ｓ１４の処理を繰り返し実行する。ステップＳ１２で判定手段７ｃは、第一の画像再構成手段７ａによって算出される再構成パラメータと、第二の画像再構成手段７ｂによって算出される再構成パラメータから、所望の位置における断層像が要修正画像かどうかの判定を行う。このときの判定手段７ｃによる判定方法としては図５〜図８で説明したものを用いる。

ステップＳ１２で対象となる断層像が要修正断層像では無いと判定された場合、ステップＳ１３として第一の画像再構成手段７ａによって生体センサ情報を用いた画像再構成を実行する。このときの第一の画像再構成手段７ａによる再構成方法については図２に示したステップＳ３と同様であるので詳細な説明を省略する。一方、ステップＳ１２で要修正断層像であると判定された場合、ステップＳ１４として第二の画像再構成手段７ｂによって運動情報を用いた画像再構成を実行する。この第二の画像再構成手段７ｂによる再構成方法については図２に示したステップＳ６と同様であるので詳細な説明を省略する。その後、図２に示したステップＳ７と同様のステップＳ１５で画像表示を行う。

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１に示したＸ線ＣＴ装置の処理動作を示すフローチャートである。図１に示したＸ線ＣＴ装置によるセンサ情報再構成の説明図である。図１に示したＸ線ＣＴ装置による他のセンサ情報再構成の説明図である。図１に示したＸ線ＣＴ装置における判定手段の示す説明図である。図１に示したＸ線ＣＴ装置における判定手段による要修正断層像判定画面を示す正面図である。図１に示したＸ線ＣＴ装置における他の判定手段による要修正断層像判定画面を示す正面図である。図１に示したＸ線ＣＴ装置におけるさらに他の判定手段による要修正断層像判定画面を示す正面図である。図１に示したＸ線ＣＴ装置におけるさらに他の判定手段による要修正断層像判定画面を示す正面図である。図１に示したＸ線ＣＴ装置における再構成識別記号表示手段による要部の表示例を示す正面図である。図１に示したＸ線ＣＴ装置における再構成識別記号表示手段による要部の他の表示例を示す正面図である。図１に示したＸ線ＣＴ装置における再構成識別記号表示手段による要部のさらに他の表示例を示す正面図である。図１に示したＸ線ＣＴ装置におけるパラメータ記号表示手段による要部の表示例を示す正面図である。図１に示したＸ線ＣＴ装置におけるパラメータ記号表示手段による要部の他の表示例を示す正面図である。図１に示したＸ線ＣＴ装置におけるパラメータ記号表示手段による要部のさらに他の表示例を示す正面図である。本発明の他の実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の処理動作を示すフローチャートである。図１６に示したＸ線ＣＴ装置の判定手段を示す説明図である。本発明のさらに他の実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の処理動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１Ｘ線源
２スキャナガントリ
４Ｘ線検出器
５表示装置
６心電計
７画像処理装置
７ａ第一の画像再構成手段
７ｂ第二の画像再構成手段
７ｃ判定手段
７ｄ再構成識別記号表示手段
７ｅパラメータ記号表示手段
１３入力装置

Claims

被検者にＸ線を照射するＸ線源と、このＸ線源に被検者を介して対向配置したＸ線線検出器と、周期的あるいは非周期的に運動する部位の撮影同時に生体センサ情報を収集する生体センサと、上記Ｘ線検出器によって検出し収集した撮影データから表示装置へ表示する断層像を再構成する画像処理装置とを備えたＸ線ＣＴ装置において、上記画像処理装置に、上記生体センサで収集された生体センサ情報を元に上記部位の任意の運動状態おける断層像を作成する第一の画像再構成手段と、収集された撮影データから上記部位の運動情報を抽出し、抽出された運動情報を元に任意の運動状態における断層像を作成する第二の画像再構成手段と、上記第一の画像再構成手段によって作成された断層像が任意の運動状態を示しているかどうか判定し、任意の運動状態を示していない場合に上記第二の画像再構成手段を作動する判定手段とを設けたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
被検者にＸ線を照射するＸ線源と、このＸ線源に被検者を介して対向配置したＸ線線検出器と、周期的あるいは非周期的に運動する部位の撮影同時に生体センサ情報を収集する生体センサと、上記Ｘ線検出器によって検出し収集した撮影データから表示装置へ表示する断層像を再構成する画像処理装置とを備えたＸ線ＣＴ装置において、上記画像処理装置に、上記生体センサで収集された生体センサ情報を元に上記部位の任意の運動状態おける断層像を作成する第一の画像再構成手段と、収集された撮影データから上記部位の運動情報を抽出し、抽出された運動情報を元に任意の運動状態における断層像を作成する第二の画像再構成手段と、生体センサ情報を上記表示装置の要修正断層像判定画面に表示する生体センサ情報表示手段と、上記生体センサ情報に重ねて第一の画像再構成手段が生体センサ情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲を上記要修正断層像判定画面に表示する生体センサ情報撮影データ範囲表示手段と、上記生体センサ情報対応して第二の画像再構成手段が運動情報を用いた画像再構成で使用する撮影データ範囲を上記要修正断層像判定画面に表示する運動情報波形撮影データ範囲表示手段とを備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。