JP2007175258A

JP2007175258A - 放射線断層撮影装置及び放射線断層撮影方法

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Publication number: JP2007175258A
Application number: JP2005376790A
Authority: JP
Inventors: Masaru Seto; 勝瀬戸
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-07-12
Also published as: US20070147577A1; KR20070070114A; CN1989907A; NL1033063C2; DE102006062317A1; NL1033063A1

Abstract

【課題】心電情報を確認するとともにＸ線管に電流の値が確認しながら、画像の再構成に必要な投影データを得ることができるようにする放射線断層撮影方法を提供する。
【解決手段】放射線源（１０２）からの放射線により被検体の断層像を形成する放射線断層撮影方法（２００）は、被検体の心臓の心拍を計測し、心電波形信号（Ｒ）として出力する心電波形出力ステップ（Ｓ２０４）と、心電波形信号（Ｒ）に基づいて放射線の出力を可変する出力可変ステップ（Ｓ２０５）と、可変された放射線の出力で得られた投影データに基づいて画像再構成した断層像の良否を判断する判断ステップ（Ｓ２０９）と、画像が否である場合に、心電波形信号、放射線の出力および断層像を形成するための再構成用データの領域を表示する表示ステップ（Ｓ２１０）とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、本発明は、被検体、つまり患者の周囲から放射線を照射して得られたデータを処理することで被検体の断層撮像を行う放射線断層撮影方法に関する。特に心臓領域の画像の再構成に関する。

被検体における病変部の診断装置として、被検体の断層像を得る放射線断層撮影装置、例えばＸ線ＣＴ装置、が広く診断に利用されている。かかるＸ線ＣＴ装置は、心臓領域での撮像においても広く用いられるようになっている。

かかる心臓領域の撮像を行う場合、心臓が常に拍動していることから、患者に心電計を取り付け、心臓の収縮期および拡張期などの動作状態を把握しながら放射線が投影される。かかる心臓領域の画像の再構成法は、心電図 (ＥＣＧ： electrocardiogram)再構成法と呼ばれ、プロスペクティブＥＣＧ法（Prospective EGA）とレトロスペクティブＥＣＧ法（Retrospective
EGA）とがある。特許文献１ではレトロスペクティブＥＣＧ法を使用している。

プロスペクティブＥＣＧ法は、放射線の投影前に設定した心拍の位相の画像を見るために、心電情報から一定の間隔で得られた投影データから画像再構成を行う方法である。この方法の場合には、拡張末期や収縮末期の位相に合わせてＳ／Ｎ比が向上するようにＸ線管に電流を変動させることで、全体として被検体への放射線被曝量を少なくしている。しかし、息を止めたりして緊張したりして心拍が早くなってしまう場合又は不整脈の場合には、期待した心拍の位相の画像がとれなかったり体動によるモーションアーチファクトが生じる。

レトロスペクティブＥＣＧ法は、放射線を照射して投影データを得るとともに、同時に心電情報を収集する。放射線の投影後に心電情報から必要な心拍の位相の投影データを取り出して画像再構成を行う方法である。抽出する心拍の位相には最も心拍動の小さい位相を選択したり、診断に必要な位相で投影データの抽出を行ったりしている。これによって、体動によるモーションアーチファクトを最小限に押さえた心臓領域の撮像が可能となる。しかし、レトロスペクティブＥＣＧ法は、Ｘ線の連続投影を行うため被検体に対して放射線被曝量が多くなる。
特開２００４−１７３９２３号

このため、心臓の所定の位相に合わせて管電流を変動させて投影データを得た場合に、心電情報及び管電流の値も考慮して、画像の再構成を行うに必要な投影データを指定できる装置又は方法が望まれている。

そこで、本発明は、操作者が、煩雑な操作をすることなく、心電情報を確認するとともにＸ線管の電流の値を確認しながら、画像の再構成に必要な投影データを指定することができるようにする放射線断層撮影装置及び放射線断層撮影方法の提供を目的とする。

第１の観点の放射線断層撮影装置は、被検体の心臓の心拍を計測し心電波形信号として出力する心電計と、心臓の心拍間のうち所定の位相を入力する入力部と、心電波形信号及び所定の位相に基づいて放射線の出力を可変する出力可変部と、心電波形信号、放射線の出力および断層像を形成するための再構成用データの領域を表示する表示部とを備える。この構成により、操作者（医師又は放射線技師）は、心電波形信号と放射線の出力とを考慮して、断層像を形成するための再構成用データの領域を確認することができる。

第２の観点の放射線断層撮影装置は、表示部は、心電波形信号、放射線の出力状態および再構成用データの領域をグラフィカル表示する。この構成により、操作者は、心電波形信号、放射線の出力状態および再構成用データの領域を直感的に確認することができる。

第３の観点の放射線断層撮影装置は、再構成用データの領域を変更する変更手段を備える。この構成により、心電波形信号と放射線の出力とを考慮して、断層像を形成するための再構成用データの領域を変更することができる。

第４の観点の放射線断層撮影装置は、変更手段が表示部に表示された再構成用データの領域を時間軸方向に操作する。この構成により、不整脈などにより生じた好ましくない再構成用データの領域を適切な再構成用データの領域に変更することができ、また、放射線の出力状態が不適な状態を避ける再構成用データの領域に変更することができる。

第５の観点の放射線断層撮影装置は、再構成用データの領域が複数あり、変更手段が時間軸方向に任意の数の領域を同時に変更できる。この構成により、必要としている心臓の位相の断層像を得ることができる。

第６の観点の放射線断層撮影装置は、再構成用データの領域が複数あり、変更手段は再構成用データの領域の少なくとも一つを削除又は追加することで、再構成用データの領域を変更することができる。断層像を再構成する際に障害となる領域を削除して鮮明な断層像を得ることが可能となる。

第７の観点の放射線断層撮影装置は、心臓の心拍間のうち所定の位相を入力する入力部を備え、出力可変部による放射線の出力が、心電波形信号から所定の位相において可変する。この構成により、例えば被検体への放射線被曝の量を下げるとともに、操作者が、必要としている心臓の状態の投影データを得ることができる。

第８の観点の放射線断層撮影装置において、放射線はＸ線を含む。信号対雑音比（S／N比）が極めて高いため、わずかなＸ線透過性の差を画像の上で検出できる。

第９の観点の放射線断層撮影方法は、被検体の心臓の心拍を計測し心電波形信号として出力する心電波形出力ステップと、心臓の心拍間のうち所定の位相を入力する位相入力ステップと、心電波形信号及び所定の位相に基づいて放射線の出力を可変する出力可変ステップと、可変された前記放射線の出力で得られた投影データに基づいて画像再構成した断層像の良否を判断する判断ステップと、画像が否である場合に、心電波形信号、放射線の出力および断層像を形成するための再構成用データの領域を同時に表示する表示ステップとを備える。この構成により、操作者は、心電波形信号と放射線の出力とを考慮して、断層像を形成するための再構成用データの領域を確認することができる。

第１０の観点の放射線断層撮影方法は、表示ステップが、心電波形信号、放射線の出力状態および再構成用データの領域をグラフィカル表示する。この構成により、操作者は、心電波形信号、放射線の出力状態および再構成用データの領域を直感的に確認することができる。

第１１の観点の放射線断層撮影方法は、再構成用データの領域を変更する変更ステップを備える。この構成により、心電波形信号と放射線の出力とを考慮して、断層像を形成するための再構成用データの領域を変更することができる。

第１２の観点の放射線断層撮影方法は、変更ステップが表示部に表示された再構成用データの領域を時間軸方向に操作することで、再構成用データの領域を変更する。この構成により、不整脈などにより生じた好ましくない再構成用データの領域を適切な再構成用データの領域に変更することができ、また、放射線の出力状態が不適な状態を避ける再構成用データの領域に変更することができる。

第１３の観点の放射線断層撮影方法は、再構成用データの領域が複数あり、前記変更手段は時間軸方向に任意の数の領域を同時に変更できる。この構成により、必要としている心臓の位相の断層像を簡単に得ることができる。

第１４の観点の放射線断層撮影方法は、再構成用データの領域が複数あり、変更手段が前記再構成用データの領域の少なくとも一つを削除又は追加することで、再構成用データの領域を変更する。この構成により、必要としている心臓の位相の断層像を得ることができる。

第１５の観点の放射線断層撮影方法は、可変された前記放射線の出力で得られた投影データのうち、変更ステップで変更された領域の再構成用データを使って断層像を再構成するステップを備える。この構成により、操作者は、変更した領域の再構成データで断面像を確認することができる。

第１６の観点の放射線断層撮影方法は、心臓の心拍間のうち所定の位相を入力する位相入力ステップを備え、出力可変ステップによる前記放射線の出力が、前記心電波形信号から所定の位相において可変する。この構成により、例えば被検体への放射線被曝の量を下げるとともに、操作者が、必要としている心臓の状態の投影データを得ることができる。

第１７の観点の放射線断層撮影方法は、心電波形信号に基づいて放射線源と被検体を載置する移動台とを同期して移動させる。いわゆるヘリカルスキャンにより心臓の断層像を得ることができる。

第１８の観点の放射線断層撮影方法において、放射線はＸ線を含む。信号対雑音比（S／N比）が極めて高いため、わずかなＸ線透過性の差を画像の上で検出できる。

本発明の放射線断層撮影装置又は方法は、操作者が心臓の断層像を確認する際に、操作性を向上させることができるため、被検体の診断などの効率を上げることができる。また、体動によるモーションアーチファクトを最小限に押さえた断層像を得ることができる。さらには、被検体の放射線被曝量を減らすこともできる。

（Ｘ線ＣＴ装置の全体構成）
図１は、実施形態におけるＸ線ＣＴ装置１の構成を示す図である。図示の如く、本装置は、被検体へのＸ線照射と被検体を透過したＸ線を検出するためのガントリ１００と、ガントリ１００から転送されてきたデータに基づいてＸ線断層像を再構成し、出力して表示する操作コンソール５０により構成されている。

ガントリ１００は、その全体の制御を行うＣＴ制御部１４０を備えており、以下に説明する各種装置が接続されている。

ガントリ１００の内部には、Ｘ線発生源であるＸ線管１０２、Ｘ線管１０２に接続されたＸ線管コントローラ１０３、Ｘ線の照射範囲を制限するための開口を有するコリメータ１２０、コリメータ１２０の開口幅を調整するための開口制御モータ１２１及び開口制御モータ１２１を駆動する開口制御モータドライバ１２２が制御するが設けられている。コリメータ１２０を通過したＸ線は、そのコリメータ１２０によるＸ線照射範囲の制限によって、ガントリ１００の回転方向に沿うファン状のＸ線ビーム（ファンビーム）を形成する。被検体（患者）はテーブル１１１上に横たえられた状態で被検体（患者）の体軸方向に（Ｚ軸方向、一般に被検体の体軸の方向に一致する）、テーブルモータ１１２によって移動される。このテーブルモータ１１２はテーブルモータドライバ１１３によって駆動される。

また、ガントリ１００の内部には、ファン角（通常６０°前後）に依存した長さにわたる複数の検出器がエレメント方向（Ｚ軸方向と同じ）に多数列に並んだ検出チャンネルを有するＸ線検出部１０４が設けられている。Ｘ線検出部１０４は、例えばシンチレータとフォトダイオードの組み合わせによって構成される。なお、これに限るものではなく、例えばカドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）等を利用した半導体Ｘ線検出素子、あるいは、キセノン（Ｘｅ）ガスを利用した電離箱型のＸ線検出素子であってよい。

ガントリ１００は、検出チャンネルの出力を投影データとして収集する複数のデータ収集部（ＤＡＳ：Data Acquisition System）１０５を備える。データ収集部１０５は、１個又は複数（例えば４個，８個，１６個又は３２個）から構成され、Ｘ線検出部１０４に接続されている。例えば、一般に４ＤＡＳと呼ばれる４個のデータ収集部１０５を有しているものは、エレメント方向に並んだ４列の検出チャンネルからなり、Ｘ線管１０２が一回転する間にスライス画像を４枚取得することができる。Ｘ線管１０２とＸ線検出部１０４とは、互いに空洞部を挟んで、すなわち、被検体を挟んで対向する位置に設けられている。そして、Ｘ線管１０２とＸ線検出部１０４とは、対向する位置関係が維持された状態で被検体の周りを回転するように回転部１３０が設けられている。回転部１３０には回転モータ１３１及び回転モータドライバ１３２が接続されており、回転部１３０は、回転モータドライバ１３２により、例えば約０．３秒から１．０秒で一回転するように制御されている。なお、Ｘ線検出部１０４が円周上全面に配置され、Ｘ線管１０２のみを回転させるガントリ１００もある。本発明はこのようなＸ線管１０２のみを回転させるものに対しても適用できる。

さらに、本実施形態では、被検体の心拍状態を確認するために、心拍運動を電気信号に変換する心電計１５０が被検体に装着されている。これは、後述する心電同期スキャンに使用される。

ＣＴ制御部１４０は、操作コンソール５０と互いに通信を行うように接続されている。操作コンソール５０の指令に基づいて、Ｘ線管コントローラ１０３、テーブルモータドライバ１１３、開口制御モータドライバ１２２、回転モータドライバ１３２、およびデータ収集部１０５に対し、各種制御信号を出力することになる。データ収集部１０５で収集されたデータは、操作コンソール５０に送出され、画像の再構成が行われる。

なお、Ｘ線ＣＴ装置１は、３６０°分の投影データからの再構成を前提としたフルスキャンモードと、１８０°＋ファン角分の投影データからの再構成を前提としたハーフスキャンモードとを用意し、ユーザが任意に選択できるようになっている。フルスキャンモードによれば高品質の断層像を再構成することが可能であり、ハーフスキャンモードによれば断層像の画質を若干犠牲にするかわりに、スキャンスピードを稼ぐことができ、その分被検体に対する被曝量を低減させることにもなるというメリットがある。

操作コンソール５０は、いわゆるワークステーションであり、図示するように、ブートプログラム等を記憶しているＲＯＭ５２、主記憶装置として機能するＲＡＭ５３をはじめ装置全体の制御を行うＣＰＵ５４を備える。

ハードディスク装置５１は、ここにオペレーティングシステムのほか、ガントリ１００に各種指示を与えたり、ガントリ１００より受信したデータに基づいてＸ線断層像を再構成したり、表示したりするための画像処理プログラムが格納されている。また、ＶＲＡＭ５５は表示しようとするイメージデータを展開するメモリであり、ここにイメージデータ等を展開することでモニター５６に表示させることができる。各種操作は、キーボード５７およびマウス５８で行う。

かかる構成のＸ線ＣＴ装置１において、投影データの収集は次のように行われる。

まず、テーブルモータ１１２は、被検体をガントリ回転部１３０の空洞部に位置させた状態で所定の速度でＺ軸方向に移動する。そして、ガントリ回転部１３０が回転しながらＸ線管１０２からのＸ線ビームが被検体に照射する。その透過Ｘ線をＸ線検出部１０４で検出する。そして、この透過Ｘ線の検出を、Ｘ線管１０２とＸ線検出部１０４を被検体の周囲で（すなわち、照射角度（ビュー角度）を変化させながら）複数Ｎ（例えば、Ｎ＝１，０００）のビュー方向で、１８０°＋ファン角度分行う。検出された各透過Ｘ線は、データ収集部１０５でディジタル値に変換されて投影データとして操作コンソール５０に転送される。これら一連の工程を１つの単位として１スキャンとよぶ。このように、照射角度の変化に同期してテーブル１１１を所定速度で移動させることでスキャン位置を移動させながら（Ｘ線管１０２とＸ線検出部１０４とが被検体の周囲をらせん状に周回することになる）投影データを収集することを、いわゆるヘリカルスキャン方式という。なお、本実施形態ではヘリカルスキャン方式を説明するが、テーブルモータ１１２を順次Ｚ軸方向にステップさせながら、ガントリ回転部１３０を回転して投影データを収集するアキシャルスキャン方式を採用してもよい。

操作コンソール５０は、モニター５６に、入力した情報を表示したり、画像の再構成に必要な手続きを表示したり、転送された投影データに基づきＲａｄｏｎの原理に基づいて所定の演算によって断層像を再構成して表示したりする。

（Ｘ線ＣＴ装置１による心電同期スキャン）
次に図２のフローチャートを使って、心臓部の心電同期スキャン方法２００について説明する。
図２のフローチャートに対応するプログラムは、操作コンソール５０のハードディスク５１に格納されている画像処理プログラムに含まれ、ＲＡＭ５３にロードされてＣＰＵ５４により実行されるものである。

なお、この処理例は、心臓の診断を目的として心臓の周辺部に対してヘリカルスキャンを行わせるときのスキャン計画を行うものである。もちろん、その他の部位の診断も同時に診断する目的としてスキャン計画を立てることも可能であるが、ここでは説明を簡単にするために心臓の診断を目的とするものに限って説明する。

まずステップＳ２０１において、操作者（医師又は放射線技師）は、キーボード５７又はマウス５８で所定の入力を行いながらモニター５６で入力情報を確認し、スカウトスキャンを実行する。スカウトスキャンとは、Ｘ線管１０２を所定位置に固定したまま（すなわち、回転部１３０を回転させずに一定の照射角度に固定したまま）、被検体を載置したテーブル１１１を所定速度で体軸方向に移動させながらＸ線を連続的に照射して得た投影データ（透視像データ）より、１枚の被検体透視像を得るものである。これにより得られた被検体透視像をスカウト像という。

操作コンソール５０からのスカウトスキャンの実行指令を受けて、ガントリ１００は、実行命令に従いスカウトスキャンを実施する。操作コンソール５０は、Ｘ線検出部１０４及びデータ収集部１０５より転送されてくる透視像データを受信し、ＲＡＭ５３に格納する。

ステップＳ２０２では、ＲＡＭ５３に格納されたスカウト像がモニター５６に表示される。モニター５６に表示されるスラウト像を確認しながら、操作者は、心臓部の心電同期スキャンを行う準備として、マウス５８を操作することで心電同期スキャン開始位置と心電同期スキャン終了位置を設定する（ステップＳ２０３）。この心電同期スキャンの開始位置と終了位置とで挟まれる区間が心電同期スキャン区間となる。そして、キーボード５７又はマウス５８で心電同期スキャンの実行を指令する。

ステップＳ２０４において、心電計１５０からの心電情報Ｒを検出する。心電情報Ｒから心臓の動作状態（収縮期、拡張期）が把握できる。心電情報Ｒの心拍（ＱＲＳ波のピークＲ）と心拍（ＱＲＳ波のピークＲ）との間隔は一般にＲＲ間隔と呼ばれている。操作者は、ＲＲ間隔の相対位置（パーセント設定）で位相を設定し、その位相を中心に投影データの抽出を行っている。例えば、心臓の拡張末期の断層像を確認したいときには、キーボード５７等を使って７０−８０パーセントに設定する。心臓の収縮末期の断層像を確認したいときには、キーボード５７等を使って３５−４５パーセントに設定する。この設定値は、ＣＴ制御部１４０を介してＸ線管コントローラ１０３に送られる。

また、操作者がＲＲ間隔の相対位置の位相を設定するとともに、管電流mＡを設定する。例えば、Ｘ線管１０２出力が４０ｋＷと仮定すると、操作者は、Ｘ線の出力をＭｉｎ設定（例えばほぼ０ｋＷ−１０ｋＷ）とＭａｘ設定（例えば２０ｋＷ−３０ｋＷ）する。これらＭｉｎ設定及びＭａｘ設定もＣＴ制御部１４０を介してＸ線管コントローラ１０３に送られる。なお、Ｍｉｎ設定において、少なくとも若干の管電流mＡを設定しておくことが好ましい。不整脈などがある場合に備えて投影データを収集して画像の再構成ができる可能性を残しておくためである。

次にステップＳ２０５において、心電情報Ｒに基づいてＸ線管コントローラ１０３が制御される。具体的には、Ｘ線管コントローラ１０３は高周波インバータ装置を含み、心電計１５０で検出された被検体の心拍周期に同期して高周波インバータ装置に流れる管電流ｍＡを制御させることでＸ線管１０２からのＸ線の照射強度を変化させる。心臓が拡張又は収縮している最中では、データ収集部１０５で得られる投影データ自体ではモーションアーチファクトが大きくなるため画像再構成に使えない場合が多い。ステップＳ２０４で、例えばＲＲ間隔の相対位置の位相が７５パーセントに設定されると、位相が６０パーセントから９０パーセントの範囲でＸ線の出力がＭａｘ設定になるように、Ｘ線管コントローラ１０３がＸ線管１０２を制御する。そして、それ以外の範囲では、Ｘ線の出力がＭｉｎ設定になるように、Ｘ線管コントローラ１０３がＸ線管１０２を制御する。なお、Ｍｉｎ設定からＭａｘ設定までの立ち上がり区間及びＭａｘ設定からＭｉｎ設定までの立下り区間は、できるだけ短い時間である方が好ましい。

ステップＳ２０５と並行して、ステップＳ２０６では、心電計１５０で検出された被検体の心拍周期に同期してガントリ回転部１３０の回転速度が設定される。もっとも、操作者は、表示された回転速度の値を修正することも可能である。また、心電計１５０の検出出力を直接ガントリ回転部１３０の回転速度の計算に用いるのではなく、心拍周期を操作者がキーボード５７等から入力し、その情報をもとにガントリ回転部１３０の回転速度を計算するようにしてもよい。

ステップＳ２０７では、ステップＳ２０５で定まったガントリ回転部１３０の回転速度に応じて、テーブル１１１の移動速度を、テーブルモータ１１２及びテーブルモータドライバ１１３によって制御される。テーブル１１１の移動速度は、ガントリ回転部１３０の回転速度だけでなく、データ収集部１０５の数（４ＤＡＳ、８ＤＡＳ等）、さらに心臓の診断に適した断層像を得るためのヘリカルピッチに基づいて決められる。なお、ヘリカルピッチとは、１つのデータ収集部１０５で得られる１断層像の再構成に要する投影データの収集角度分だけ回転するときのテーブル１１１の搬送量をいう。ヘリカルピッチの設定については図３で説明する。

ステップＳ２０８では、心臓部の投影データをデータ収集部１０５が取得する。このステップＳ２０５ないしステップＳ２０８に基づく工程は、プロスペクティブＥＣＧ法の工程である。

以上の工法を例示して説明すると次のようになる。まず、心電計１５０を用いて被検体の心拍波形を入力し、その心拍周期を測定する。その後、ガントリ回転部１３０の回転速度を、この心拍１周期に例えば１８０°＋ファン角だけ回転する速度に設定してスキャンを実行する。このスキャンによれば、心拍半周期毎に、ガントリ回転部１３０の初期照射角度がファン角ずつ進んでいくことになる。そして、必要な期間だけ、Ｘ線管１０２からのＸ線量の強度が大きくなる。これにより、収集した投影データから、被検体の心拍運動の特定期（例えば心臓の収縮期）における１断層像の再構成に要する投影データ（ハーフスキャンモードであれば１８０°＋ファン角分の投影データ、フルスキャンモードであれば３６０°分の投影データ）を抽出する。そして、抽出した投影データに基づき画像再構成を行う。このような再構成処理を行うと、理論的には、心拍運動によるアーチファクトを生じることなく鮮明な断層像を得ることができる。

ところが、被検体の心拍運動が一定でない場合がある。ＣＴ検査において息を止めていたため心拍が徐々に早くなる場合とか不整脈の病気をもっている場合などである。ステップＳ２０９では、操作者が、アーチファクトを生じることなく鮮明な断層像を得ることができているか確認する。鮮明な断層像であれば終了し、鮮明な断層像でなければステップＳ２１０に移行し、レトロスペクティブＥＣＧ法で画像を再構成する。

（ヘリカルスキャンにおけるヘリカルピッチ）
図３は、複数のデータ収集部１０５を有する際に、ヘリカルスキャンを行う際の投影データ範囲を示したものである。１８０°再構成に必要な投影データ範囲(１８０°＋ファン角＝約２４０°)を抽出して画像再構成を行う場合を示している。

縦軸はスキャン時の体軸方向を示しており、横軸方向はスキャン開始からのスキャン時間を回転角（π）で示している。ヘリカルピッチは、Ｂで示される角度で表されており、この角度が急であればあるほど、ヘリカルピッチが大きくなる。図３に示すデータ収集部１０５の数は４つであり、それぞれＤＡＳ１、ＤＡＳ２、ＤＡＳ３及びＤＡＳ４で示してある。これらに併せて心電情報Ｒを図示している。一点鎖線で囲まれた平行四辺形Ｇは心電情報Ｒに同期して抽出する投影データ範囲を示しており、平行四辺形ＧはＤＡＳ１ないしＤＡＳ４のデータ収集部１０５から収集される４つの投影データを含む。

矩形枠は再構成可能範囲を示しており、心拍から抽出される投影データからこのスライス範囲でレトロスペクティブＥＣＧが可能となる。ＲＥＣＯＮ１は、第１心拍による再構成可能範囲を示し、ＲＥＣＯＮ２は、第２心拍による再構成可能範囲を示し、ＲＥＣＯＮは、第３心拍による再構成可能範囲を示す。ヘリカルピッチが大きくなると、体軸方向にＲＥＣＯＮ１とＲＥＣＯＮ２が重ならなくなり、再構成領域にギャップが発生し、この区間での心電同期再構成が不可能になる。このため、図２のステップＳ２０７でのヘリカルピッチの設定は重要である。また投影データの抽出位置を変更つまりシフトすることによって、任意の心拍の位相における再構成画像が作成可能である。

（レトロスペクティブＥＣＧ法の画像再構成）
図２のステップＳ２１０における本発明のレトロスペクティブＥＣＧ法を図４で説明する。

図４は、モニター５６に表示された、レトロスペクティブＥＣＧ設定用のグラフィカル表示画面である。グラフィカル表示において、横軸が時間軸となっており、モニター５６の一番上には心電計１５０からの心電情報Ｒが表示され、その下にはＸ線管１０２からのＸ線の照射強度を変化させる管電流ｍＡが表示されている。管電流ｍＡは図２のステップＳ２０４で説明したＭｉｎ設定とＭａｘ設定との間で変化している。そして、心電情報Ｒ及び管電流ｍＡに重ねてスキャンファイルＳＦ（図中では個々のスキャンファイルにＳＦ１ないしＳＦ５の符号を付している）が描かれている。

スキャンファイルＳＦは、被検体の断層像を形成するための再構成用データの領域を示したものであり、データ収集部１０５の数が１つの場合である。図２においてプロスペクティブＥＣＧ法の工程で説明したように、ガントリ１００が所定の回転速度で回転し、１８０゜＋ファン角分の投影データから画像再構成するハーフスキャン再構成を組み合わせることで例えば約０．２秒から０．５秒の時間分解能が実現される。図４の個々のスキャンファイルＳＦ１ないしスキャンファイルＳＦ５は、例えば約０．３秒の時間幅を有している。

個々のスキャンファイルＳＦ１ないしスキャンファイルＳＦ５の下端には、それぞれボタンマークＭ（図中では個々のボタンマークＭ１ないしボタンマークＭ５の符号を付している）が設けられている。さらに、モニター５６の右下には、レトロスペクティブＥＣＧ設定用画面から、設定されたスキャンファイルＳＦに基づいた断層像の画面に切り替える再構成ボタン２４が設けられている。

次に、モニター５６に表示された、レトロスペクティブＥＣＧ設定用のグラフィカル表示画面の操作について説明する。以下は実施形態であり他の形態であってもよい。

マウス５８でモニター５６中のポインター２０をボタンマークＭ１ないしボタンマークＭ５のいずれかの位置にもっていく。マウス５８をクリックして、そのボタンマークＭを矢印２２（モニター５６に表示する必要はなく、説明のため矢印２２を図４に描かれている）に示す横方向に動かすことで、個々のスキャンファイルＳＦ１ないしＳＦ５の時間軸方向（ＲＲ間隔内の位相）を操作できるようになっている。例えば、操作者は、スキャンファイルＳＦ４がＸ線管１０２の管電流ｍＡがＭｉｎからＭａｘへ変化している時間帯と重なっていることに注目する。このスキャンファイルＳＦ４では、管電流ｍＡが変化しているのでＸ線の照射強度が異なっており、断層像としては不明瞭な画像となる可能性が高い。そこで、操作者は、ポインター２０でボタンマークＭ４を指定しマスク５８をクリックして、ボタンマークＭ４を画面左方向に移動させる。そうすると、スキャンファイルＳＦ４を管電流ｍＡがＭａｘ設定の状態のところへ移動させることができる。

また、操作者は、キーボード５７のシフトキーを押しながらポインター２０で、ボタンマークＭ１ないしボタンマークＭ５から任意の複数のボタンマークＭを複数選択し、それらのスキャンファイルＳＦを同時に時間軸方向に移動させることも可能である。例えば、図２のステップＳ２０４において、操作者がＲＲ間隔の相対位置を７５パーセントに設定して、プロスペクティブＥＣＧ法で再構成した断層像が、予想した心臓の位相でない場合に、別の位相、例えば相対位置７３パーセントの断層像を得たいときには有効である。

さらに、特定のスキャンファイルＳＦを削除することも可能である。例えば、操作者は、心電情報Ｒを観察し不整脈ＦＲがあることを発見し、そしてスキャンファイルＳＦ３がこの不整脈のＱＲＳ波と重なっていること（ＲＲ間隔の相対位置が約０パーセント）を認識する。そこで、操作者は、ポインター２０でボタンマークＭ３を指定し、キーボード５７の削除ボタンを押すことで、不整脈ＦＲ付近の断層像は不要としてスキャンファイルＳＦ３を削除することが可能となる。この場合にはスキャンファイルＳＦ３はモニター５６から消えている。一方、ボタンマークＭ３はそのまま表示されているので、操作者はスキャンファイルＳＦ３が削除されていることを認識できる。また、スキャンファイルＳＦ３がモニター５６から消えている状態で、操作者がボタンマークＭ３をダブルクリックするとスキャンファイルＳＦ３が再度モニター５６に表示され、再構成用データの領域として断層像の再構成に使用される。

さらに、特定のスキャンファイルＳＦを追加することも可能である。例えば、操作者は、ステップＳ２０４において、操作者がＲＲ間隔の相対位置を７５パーセントに設定する。この再構成した断層像以外にも、別の位相（例えば相対位置７１パーセントなど）の断層像を得たいときには有効である。そこで、操作者は、ポインター２０で追加ボタン２６をダブルクリックすると新たなスキャンファイルＳＦがモニター５６に表示され、新たなスキャンファイルＳＦのボタンマークを相対位置７１パーセントなどの位相にポインター２０で移動させる。これが再構成用データの領域として断層像の再構成に使用される。

操作者は、レトロスペクティブＥＣＧ設定用の画面でスキャンファイルＳＦを操作した後、再構成ボタン２４をポインター２０で押すと、スキャンファイルＳＦを操作した後の断層像が表示される。この断層像が期待したものと異なるようであれば、断層像が表示される際に現れるレトロスペクティブＥＣＧ設定用のボタンをポインター２０で押すことで図４の画面に切り替えることができる。

上記説明では、ボタンマークＭをモニター５６に表示させていたが、ボタンマークＭを表示させることなく、直接スキャンファイルＳＦをクリックできるようにして、個々のスキャンファイルＳＦを移動、削除又は追加することができるにしてもよい。また、図４ではモニター５６の一番上には心電情報Ｒのグラフが表示され、その下に管電流ｍＡのグラフが表示されていたが、その順番に限ることはない。また、心電情報Ｒ及び管電流ｍＡに重ねてスキャンファイルＳＦが表示されていたが、重ねて表示することなくスキャンファイルＳＦを心電情報Ｒのグラフに並べて表示してもよい。

さらに、図４は、レトロスペクティブＥＣＧ設定用のみの画面であったが、モニター５６にレトロスペクティブＥＣＧ設定用の画面に加えて、断層像を同時に表示されてもよい。レトロスペクティブＥＣＧ設定用の画面が小さくなるが、スキャンファイルＳＦを操作するごとに、画面を切り替えることなく操作した後の断層像を確認できる。

なお、以上説明した実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置１における操作コンソール５０による処理によって実現されたが、この操作コンソール５０とは独立した端末（ワークステーションやパーソナルコンピュータ等）に行わせることももちろん可能である。本発明の技術思想及び技術的範囲から逸脱することなく、本発明に対して様々な変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。

本実施形態におけるＸ線ＣＴ装置１の全体構成を示す図。実施形態における心電同期スキャン処理の内容を示すフローチャート。ヘリカルスキャンを行う際の投影データ範囲を示した図。モニター５６に表示されるグラフィック表示画面を示した図。

符号の説明

１ … Ｘ線ＣＴ装置
２０ … ポインター
５０ … 操作コンソール
５６ … モニター
１００ … ガントリ
１０２ … Ｘ線菅
１０３ … Ｘ線菅コントローラ
１０４ … Ｘ線検出部
１５０ … 心電計
ｍＡ … 菅電流
Ｒ … 心電情報
ＳＦ１〜ＳＦ５ … スキャンファイル
Ｍ１〜Ｍ５ … ボタンマーク

Claims

放射線源からの放射線により被検体の断層像を形成する放射線断層撮影装置において、
前記被検体の心臓の心拍を計測し、心電波形信号として出力する心電計と、
前記心電波形信号に基づいて、前記放射線の出力を可変する出力可変部と、
前記心電波形信号、前記放射線の出力および前記断層像を形成するための再構成用データの領域を同時に表示する表示部と
を備えたことを特徴とする放射線断層撮影装置。
前記表示部は、前記心電波形信号、前記放射線の出力状態および再構成用データの領域をグラフィカル表示することを特徴とする請求項１に記載の放射線断層撮影装置。
前記再構成用データの領域を変更する変更手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放射線断層撮影装置。
前記変更手段は、前記表示部に表示された再構成用データの領域を時間軸方向に操作することで、前記再構成用データの領域を変更することを特徴とする請求項３に記載の放射線断層撮影装置。
前記再構成用データの領域が複数あり、前記変更手段は時間軸方向に任意の数の領域を同時に変更できることを特徴とする請求項４に記載の放射線断層撮影装置。
前記再構成用データの領域が複数あり、前記変更手段は前記再構成用データの領域の少なくとも一つを削除又は追加することで、前記再構成用データの領域を変更することを特徴とする請求項３に記載の放射線断層撮影装置。
前記心臓の心拍間のうち所定の位相を入力する入力部を備え、前記出力可変部による前記放射線の出力が、前記心電波形信号から所定の位相において可変することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
前記放射線が、Ｘ線を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
放射線源からの放射線により被検体の断層像を形成する放射線断層撮影方法において、
被検体の心臓の心拍を計測し、心電波形信号として出力する心電波形出力ステップと、
前記心電波形信号に基づいて、前記放射線の出力を可変する出力可変ステップと、
可変された前記放射線の出力で得られた投影データに基づいて画像再構成した断層像の良否を判断する判断ステップと、
前記画像が否である場合に、前記心電波形信号、前記放射線の出力および前記断層像を形成するための再構成用データの領域を同時に表示する表示ステップと
を備えたことを特徴とする放射線断層撮影方法。
前記表示ステップは、前記心電波形信号、前記放射線の出力状態および再構成用データの領域をグラフィカル表示されることを特徴とする請求項９に記載の放射線断層撮影方法。
前記再構成用データの領域を変更する変更ステップをさらに備えることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の放射線断層撮影方法。
前記変更ステップは、前記表示部に表示された再構成用データの領域を時間軸方向に操作することで、前記再構成用データの領域を変更することを特徴とする請求項１１に記載の放射線断層撮影装置。
前記再構成用データの領域が複数あり、前記変更手段は時間軸方向に任意の数の領域を同時に変更できることを特徴とする請求項１２に記載の放射線断層撮影方法。
前記再構成用データの領域が複数あり、前記変更手段は前記再構成用データの領域の少なくとも一つを削除又は追加することで、前記再構成用データの領域を変更することを特徴とする請求項１１に記載の放射線断層撮影方法。
可変された前記放射線の出力で得られた投影データのうち、前記変更ステップで変更された領域の前記再構成用データを使って、断層像を再構成するステップを備えることを特徴とする請求項１１ないし請求項１４のいずれか一項に記載の放射線断層撮影方法。
前記心臓の心拍間のうち所定の位相を入力する位相入力ステップを備え、出力可変ステップによる前記放射線の出力が、前記心電波形信号から所定の位相において可変することを特徴とする請求項９ないし請求項１５のいずれか一項に記載の放射線断層撮影方法。
前記心電波形信号に基づいて前記放射線源と前記被検体を載置する移動台とを同期して移動させることを特徴とする請求項９ないし請求項１６のいずれか一項に記載の放射線断層撮影方法。
前記放射線が、Ｘ線を含むことを特徴とする請求項９ないし請求項１７のいずれか一項に記載の放射線断層撮影方法。