JP2014138910A - X-ray computer tomography apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve accuracy in positioning and shape fitting of a heart in an X-ray CT apparatus that scans the heart at multiple timings with different contrast effects.SOLUTION: A scan mechanism 10 supports an X-ray tube 16 and an X-ray detector 18 rotatably around a subject P in order to scan the subject P with an X-ray. A storage part 52 stores a target breathing level at the breath-holding time of the subject P. A breathing instruction part 40 uses the target breathing level to instruct the subject P to breathe. The storage part 52 stores a target heart rate or target breath-holding elapsed time at the start timing of scanning by the scan mechanism 10. A scan control part 44 controls the start timing of scanning in accordance with the target heart rate and a real-time heart rate value of the subject P or in accordance with the target breath-holding elapsed time and real-time breath-holding elapsed time of the subject P.

Description

本発明の実施形態は、心臓をX線でスキャンするX線コンピュータ断層撮影装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an X-ray computed tomography apparatus that scans a heart with X-rays.

X線コンピュータ断層撮影装置(以下、X線CT装置と呼ぶことにする。)により心臓のスキャンが行われている。心臓の画像診断のために、造影相における心臓に関するCT画像と非造影相における心臓に関するCT画像との差分画像がしばしば利用されている。   A heart scan is performed by an X-ray computed tomography apparatus (hereinafter referred to as an X-ray CT apparatus). For image diagnosis of the heart, a difference image between a CT image related to the heart in the contrast phase and a CT image related to the heart in the non-contrast phase is often used.

拍動や呼吸動に伴いスキャン領域内における心臓の位置や形状は激しくする。従って、造影相のスキャン時と非造影相のスキャン時とにおいてスキャン領域内における心臓の位置や形状を揃えることは困難であり、造影相に関するCT画像と非造影相に関するCT画像とにそれぞれ含まれる心臓領域の位置や形状が異なってしまう。そのため、これらCT画像間の差分による血管領域の抽出精度が悪く、差分画像の画質向上が望まれている。   The position and shape of the heart in the scan region become intense with pulsation and respiratory motion. Therefore, it is difficult to align the position and shape of the heart in the scan region during the contrast phase scan and the non-contrast phase scan, and are included in the CT image related to the contrast phase and the CT image related to the non-contrast phase, respectively. The position and shape of the heart region will be different. Therefore, the extraction accuracy of the blood vessel region due to the difference between these CT images is poor, and improvement in the image quality of the difference image is desired.

目的は、造影効果の異なる複数のタイミングにおいて心臓をスキャンするX線CT装置において、心臓の位置及び形状合わせの精度向上を実現することにある。   An object is to realize improvement in accuracy of heart position and shape alignment in an X-ray CT apparatus that scans the heart at a plurality of timings with different contrast effects.

本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置は、被検体をX線でスキャンするためにX線管とX線検出器とを前記被検体周りに回転可能に支持するスキャン機構と、前記被検体の息止め時における呼吸レベルの目標値を記憶する第1の記憶部と、前記呼吸レベルの目標値を利用して前記被検体に呼吸指示を実行する呼吸指示部と、前記スキャン機構によるスキャンの開始タイミングにおける心拍数の目標値又は息止め経過時間の目標値を記憶する第2の記憶部と、前記心拍数の目標値と前記被検体のリアルタイムの心拍数の計測値とに従って、又は前記目標息止め経過時間と前記被検体のリアルタイムの息止め経過時間の計測値とに従って、前記開始タイミングを制御する制御部と、を具備する。   The X-ray computed tomography apparatus according to this embodiment includes a scan mechanism that rotatably supports an X-ray tube and an X-ray detector around the subject in order to scan the subject with X-rays, and the subject A first storage unit that stores a target value of the breathing level at the time of breath holding, a breathing instruction unit that executes a breathing instruction to the subject using the target value of the breathing level, and a scan mechanism A second storage unit that stores a target value of a heart rate at a start timing or a target value of an elapsed time of breath holding; and a target value of the heart rate and a measured value of a real-time heart rate of the subject, or the target A control unit that controls the start timing in accordance with a breath holding elapsed time and a measured value of the subject's real-time breath holding elapsed time.

本発明の実施形態に係るX線CT装置のシステム構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the system configuration | structure of the X-ray CT apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るX線CT装置のシステム構成の他の例を示す図。The figure which shows the other example of the system configuration | structure of the X-ray CT apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るX線CT装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the X-ray CT apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図3のシステム制御部の制御のもとに行われる検査シーケンスの一例を示す図。The figure which shows an example of the test | inspection sequence performed under control of the system control part of FIG. 図1のモニタに表示される目標呼吸レベルの表示例を示す図。The figure which shows the example of a display of the target respiration level displayed on the monitor of FIG. 図4の2回目の目標息止めレベルの第1のパターンを示す図。The figure which shows the 1st pattern of the 2nd target breath holding level of FIG. 図4の2回目の目標息止めレベルの第2のパターンを示す図。The figure which shows the 2nd pattern of the 2nd target breath holding level of FIG. 図1のシステム制御部の制御のもとに行われる第2の心臓スキャンの開始タイミングの制御処理の典型的な流れを示す図。The figure which shows the typical flow of the control processing of the start timing of the 2nd heart scan performed under control of the system control part of FIG. 本実施形態の変形例1に係るシステム制御部の制御のもとに行われる、変形例1に係る検査シーケンスの一例を示す図。The figure which shows an example of the test | inspection sequence which concerns on the modification 1 performed under control of the system control part which concerns on the modification 1 of this embodiment. 本実施形態の変形例2に係るシステム制御部の制御のもとに行われる、変形例2に係る検査シーケンスの一例を示す図。The figure which shows an example of the test | inspection sequence which concerns on the modification 2 performed under control of the system control part which concerns on the modification 2 of this embodiment.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係わるX線CT装置を説明する。   Hereinafter, an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

X線CT装置には、X線管とX線検出器とが1体となって被検体の周囲を回転するROTATE/ROTATEタイプや、リング状に多数の検出素子が配列され、X線管のみが被検体の周囲を回転するSTATIONARY/ROTATEタイプ等様々なタイプがあるが、いずれのタイプにも本実施形態は適用可能である。ここでは、ROTATE/ROTATEタイプとして説明する。   In the X-ray CT apparatus, an X-ray tube and an X-ray detector are combined into one body, and the ROTATE / ROTATE type that rotates around the subject, and a large number of detection elements are arranged in a ring shape, and the X-ray tube There are various types such as a STATIONARY / ROTATE type that rotates around the subject, but the present embodiment can be applied to any type. Here, the ROTATE / ROTATE type will be described.

また、X線コンピュータ断層撮影装置により利用される画像再構成法には、フルスキャン法とハーフスキャン法とがある。フルスキャン法では、1ボリュームのCT画像のデータを再構成するために、被検体の周囲1周、すなわち約2π[rad]分の投影データが必要である。また、ハーフスキャン法では、1ボリュームのCT画像のデータを再構成するために、π+α[rad](α:ファン角)分の投影データが必要である。本実施形態は、フルスキャン法とハーフスキャン法とのいずれの方法も適用可能である。しかし、以下、説明を具体的に行なうため本実施形態は、フルスキャン法を採用するとする。   Image reconstruction methods used by the X-ray computed tomography apparatus include a full scan method and a half scan method. In the full scan method, in order to reconstruct the data of one volume of CT image, projection data for one round around the subject, that is, about 2π [rad] is required. Further, in the half scan method, projection data for π + α [rad] (α: fan angle) is required to reconstruct the data of one volume of CT image. In this embodiment, any of the full scan method and the half scan method can be applied. However, in the following description, it is assumed that the present embodiment employs the full scan method for specific description.

本実施形態に係るX線CT装置は、被検体の心臓をスキャン対象とし、心臓領域内の診断部位の造影効果が異なる2つのタイミングの各々において心臓スキャンを実行する。心臓スキャンは、以下の2つのスキャン方式を含む。1つ目は、心電波形に同期して特定の心電位相のみX線を照射して投影データを収集する方式。この場合、収集された投影データに基づいてCT画像のデータを再構成する。2つ目は、X線を連続的に照射しながら複数周分の投影データを収集する方式(いわゆるダイナミックスキャン)。この場合、収集された投影データのうちの特定の心電位相の投影データに基づいてCT画像のデータを再構成する。本実施形態においては、上記の2種類の心臓スキャンが適用可能であるが、以下の説明の簡単のため2番目の心臓スキャンを実行するものとする。   The X-ray CT apparatus according to the present embodiment scans the heart of a subject, and executes a heart scan at each of two timings at which the contrast effect of the diagnostic region in the heart region is different. The cardiac scan includes the following two scanning methods. The first method is to collect projection data by irradiating only a specific electrocardiographic phase with X-rays in synchronization with the electrocardiogram waveform. In this case, CT image data is reconstructed based on the collected projection data. The second method is to collect projection data for a plurality of rounds while continuously irradiating X-rays (so-called dynamic scan). In this case, CT image data is reconstructed based on the projection data of a specific electrocardiographic phase in the collected projection data. In the present embodiment, the above-described two types of heart scans can be applied, but for the sake of simplicity of the following description, the second heart scan is executed.

本実施形態においては心臓スキャンを2回実行するものとする。初めに実行される心臓スキャンを第1の心臓スキャン、第1の心臓スキャンの後に実行されるものを第2の心臓スキャンと呼ぶことにする。   In this embodiment, it is assumed that the heart scan is executed twice. The heart scan that is performed first will be referred to as the first heart scan, and the heart scan that is performed after the first heart scan is referred to as the second heart scan.

図1と図2とは、本実施形態に係るX線CT装置の概略的なシステム構成を示す図である。図1に示すシステム構成においては、X線CT装置と心電計と呼吸センサとがケーブルを介して接続されている。図1のシステムにおいて被検体や操作者は、X線CT装置に搭載されたモニタと呼吸センサに搭載されたモニタとを利用できる。一方、図2に示すシステム構成においては、呼吸センサが内蔵されたX線CT装置と心電計とがケーブルを介して接続されている。図2のシステムにおいて被検体や操作者は、X線CT装置に搭載されたモニタのみを利用である。以下の説明を具体的に行うため、本実施形態に係るX線CT装置は、図1のシステム構成下にあるものとする。   1 and 2 are diagrams showing a schematic system configuration of the X-ray CT apparatus according to the present embodiment. In the system configuration shown in FIG. 1, an X-ray CT apparatus, an electrocardiograph, and a respiration sensor are connected via a cable. In the system shown in FIG. 1, the subject and the operator can use a monitor mounted on the X-ray CT apparatus and a monitor mounted on the respiration sensor. On the other hand, in the system configuration shown in FIG. 2, an X-ray CT apparatus incorporating a respiration sensor and an electrocardiograph are connected via a cable. In the system of FIG. 2, the subject and the operator use only the monitor mounted on the X-ray CT apparatus. In order to specifically carry out the following description, it is assumed that the X-ray CT apparatus according to the present embodiment is under the system configuration of FIG.

図3は、本実施形態に係るX線CT装置の構成を示す図である。図1に示すように、スキャン機構(ガントリ)10と画像処理装置30とを搭載する。   FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the X-ray CT apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, a scanning mechanism (gantry) 10 and an image processing apparatus 30 are mounted.

スキャン機構10は、被検体PをX線でスキャンするための様々な機構を有する。具体的には、スキャン機構10は、円環又は円板状の回転フレーム12を搭載する。回転フレーム12の内周側には、天板14に載置された被検体Pが挿入されるスキャン領域が形成される。天板14は、図示しない寝台により長手方向と上下方向とに沿ってスライド可能に支持されている。   The scanning mechanism 10 has various mechanisms for scanning the subject P with X-rays. Specifically, the scanning mechanism 10 is mounted with an annular or disk-shaped rotating frame 12. On the inner peripheral side of the rotating frame 12, a scan region into which the subject P placed on the top 14 is inserted is formed. The top plate 14 is supported by a bed (not shown) so as to be slidable along the longitudinal direction and the vertical direction.

回転フレーム12は、天板14に載置された被検体Pを挟んで対向するようにX線管16とX線検出器18とを支持する。回転フレーム12は、回転駆動部20からの駆動信号の供給を受けてX線管16とX線検出器18とを回転軸Z周りに回転させる。回転フレーム12の回転軸Zは、典型的には、天板14の長軸に平行に配置される。回転駆動部20は、画像処理装置30内のスキャン制御部44による制御に従って回転フレーム12を回転する。   The rotating frame 12 supports the X-ray tube 16 and the X-ray detector 18 so as to face each other with the subject P placed on the top plate 14 interposed therebetween. The rotating frame 12 rotates the X-ray tube 16 and the X-ray detector 18 around the rotation axis Z in response to the driving signal supplied from the rotation driving unit 20. The rotation axis Z of the rotary frame 12 is typically arranged in parallel with the long axis of the top plate 14. The rotation driving unit 20 rotates the rotating frame 12 according to control by the scan control unit 44 in the image processing apparatus 30.

X線管16は、高電圧発生部22から高電圧の印加を受けてX線を発生する。高電圧発生部22は、画像処理装置30内のスキャン制御部44による制御に従ってX線管16に高電圧を印加する。   The X-ray tube 16 receives an application of a high voltage from the high voltage generator 22 and generates X-rays. The high voltage generator 22 applies a high voltage to the X-ray tube 16 according to control by the scan controller 44 in the image processing apparatus 30.

X線検出器18は、X線管16から発生され被検体Pを透過したX線を検出し、検出されたX線の強度に応じた電流信号を生成する。X線検出器18には、データ収集回路(DAS)24が接続されている。   The X-ray detector 18 detects X-rays generated from the X-ray tube 16 and transmitted through the subject P, and generates a current signal corresponding to the detected X-ray intensity. A data acquisition circuit (DAS) 24 is connected to the X-ray detector 18.

データ収集回路24は、スキャン制御部44による制御に従ってX線検出器18から電流信号を読み出す。データ収集回路24は、読み出された電流信号を増幅し、増幅された電流信号をデジタル変換することによって、デジタル信号である投影データを生成する。生成された投影データは、図示しない非接触データ伝送部を介して画像処理装置30に供給される。なお、1のビュー(X線の照射角度)に関する投影データの集合を投影データセットと呼ぶことにする。   The data acquisition circuit 24 reads a current signal from the X-ray detector 18 according to control by the scan control unit 44. The data acquisition circuit 24 amplifies the read current signal and digitally converts the amplified current signal to generate projection data that is a digital signal. The generated projection data is supplied to the image processing apparatus 30 via a non-contact data transmission unit (not shown). A set of projection data related to one view (X-ray irradiation angle) is referred to as a projection data set.

画像処理装置30には、ケーブル等を介して心電計100と呼吸センサ200とが接続されている。   The electrocardiograph 100 and the respiration sensor 200 are connected to the image processing apparatus 30 via a cable or the like.

心電計100は、被検体Pの心臓から生じる電気信号(心電図信号)を電気的に検出し、検出された心電図信号に基づいて心電図波形を生成する。生成された心電図波形のデータは、画像処理装置30に供給される。また、心電計100は、被検体Pに関する心拍数を計測する。具体的には、そして心電計100は、生成された心電図波形から1分間あたりの心拍数を計測する。心拍数の計測値(以下、心拍数値と呼ぶことにする。)は、画像処理装置30に供給される。このように心電計100は、心電図波形の生成部と心拍数の計測部として機能する。   The electrocardiograph 100 electrically detects an electrical signal (electrocardiogram signal) generated from the heart of the subject P, and generates an electrocardiogram waveform based on the detected electrocardiogram signal. The generated electrocardiogram waveform data is supplied to the image processing device 30. The electrocardiograph 100 measures the heart rate related to the subject P. Specifically, the electrocardiograph 100 measures the heart rate per minute from the generated electrocardiogram waveform. A heart rate measurement value (hereinafter referred to as a heart rate value) is supplied to the image processing apparatus 30. Thus, the electrocardiograph 100 functions as an electrocardiogram waveform generation unit and a heart rate measurement unit.

呼吸センサ200は、被検体Pに関する呼吸レベルを計測する。呼吸レベルは、被検体Pの呼吸動に伴って周期的に変化する計測値である。呼吸センサ200としては、既存のあらゆるタイプのものが利用可能である。例えば、被検体Pの腹部の動きを計測するレーザ波長器が利用可能である。この場合、典型的には、呼吸レベルは、呼吸動に伴って変化する被検体Pの腹部表面の位置に対応する。呼吸レベルの計測値(以下、呼吸レベル値と呼ぶことにする。)は、画像処理装置30に供給される。また、呼吸センサ200は、呼吸レベル値に基づいて被検体Pの息止め経過時間をリアルタイムで計測する。息止め経過時間は、被検体Pが息止めを開始した時間から計測時間までの経過時間である。息止め経過時間は、理想的には呼吸レベル値が一定値を保っている期間、実際的には呼吸レベル値が既定範囲内に留まっている期間として規定される。息止め経過時間の計測値(以下、息止め経過時間値と呼ぶことにする。)は、画像処理装置30に供給される。このように呼吸センサ200は、呼吸レベルの計測部と息止め経過時間の計測部として機能する。   The respiration sensor 200 measures a respiration level related to the subject P. The respiratory level is a measured value that periodically changes with the respiratory motion of the subject P. As the respiration sensor 200, any existing type can be used. For example, a laser wavelength device that measures the movement of the abdomen of the subject P can be used. In this case, typically, the breathing level corresponds to the position of the abdominal surface of the subject P that changes with breathing motion. A measured value of the respiration level (hereinafter referred to as a respiration level value) is supplied to the image processing device 30. Further, the respiration sensor 200 measures the breath holding elapsed time of the subject P in real time based on the respiration level value. The breath holding elapsed time is an elapsed time from the time when the subject P starts to hold the breath to the measurement time. The breath holding elapsed time is ideally defined as a period during which the respiration level value is maintained at a constant value, and in practice, a period during which the respiration level value remains within the predetermined range. A measured value of the breath holding elapsed time (hereinafter referred to as a breath holding elapsed time value) is supplied to the image processing apparatus 30. Thus, the respiration sensor 200 functions as a respiration level measurement unit and a breath holding elapsed time measurement unit.

画像処理装置30は、インターフェース部32、前処理部34、再構成部36、減算部38、呼吸指示部40、記録部42、スキャン制御部44、モニタ46、スピーカ48、操作部50、記憶部52、及びシステム制御部54を備える。   The image processing apparatus 30 includes an interface unit 32, a preprocessing unit 34, a reconstruction unit 36, a subtraction unit 38, a breathing instruction unit 40, a recording unit 42, a scan control unit 44, a monitor 46, a speaker 48, an operation unit 50, and a storage unit. 52 and a system control unit 54.

インターフェース部32は、スキャン機構10、心電計100、及び呼吸センサ200と画像処理装置30との間のデータの送受信を行う。   The interface unit 32 transmits and receives data between the scanning mechanism 10, the electrocardiograph 100, and the respiration sensor 200 and the image processing apparatus 30.

前処理部34は、データ収集回路24から供給された投影データに対数変換や感度補正等の前処理を施す。前処理が施されることにより、画像再構成に利用される投影データが生成される。なお投影データセットは、心電計100からの心電図波形上の心電位相に関連付けられて管理される。   The preprocessing unit 34 performs preprocessing such as logarithmic conversion and sensitivity correction on the projection data supplied from the data collection circuit 24. By performing the preprocessing, projection data used for image reconstruction is generated. The projection data set is managed in association with the electrocardiographic phase on the electrocardiogram waveform from the electrocardiograph 100.

再構成部36は、前処理が施された投影データに基づいて被検体Pの心臓に関するCT画像のデータを再構成する。具体的には、再構成部34は、特定の一心電位相に関する複数の投影データセットに基づいて、この特定の心電位相に関するCT画像のデータを発生する。上述のように本実施形態においては、第1の心臓スキャンと第2の心臓スキャンとが実行される。第1の心臓スキャンにより収集された投影データに基づくCT画像のデータを第1のCT画像のデータ、第2の心臓スキャンにより収集された投影データに基づくCT画像のデータを第2のCT画像のデータと呼ぶことにする。   The reconstruction unit 36 reconstructs CT image data related to the heart of the subject P based on the projection data that has been preprocessed. Specifically, the reconstruction unit 34 generates CT image data related to a specific electrocardiographic phase based on a plurality of projection data sets related to the specific electrocardiographic phase. As described above, in the present embodiment, the first heart scan and the second heart scan are executed. The CT image data based on the projection data collected by the first cardiac scan is the first CT image data, and the CT image data based on the projection data collected by the second cardiac scan is the second CT image. We will call it data.

減算部38は、第1のCT画像のデータと第2のCT画像のデータとを減算処理し、第1のCT画像のデータと第2のCT画像のデータとに基づく差分画像のデータを発生する。例えば、減算部38は、差分画像のデータを発生するために、第1のCT画像のデータから第2のCT画像のデータを減算する。   The subtracting unit 38 subtracts the first CT image data and the second CT image data, and generates difference image data based on the first CT image data and the second CT image data. To do. For example, the subtraction unit 38 subtracts the data of the second CT image from the data of the first CT image in order to generate the data of the difference image.

呼吸指示部40は、モニタ46やスピーカ48を介して息止めの開始指示や息止めの終了指示を実行する。息止めの開始指示において呼吸指示部40は、目標息止めレベルを利用して被検体Pに呼吸指示をする。例えば、呼吸指示部40は、目標息止めレベルをモニタ46に表示することにより、被検体Pに目標息止めレベルを報知する。これにより被検体Pに目標息止めレベルで息止めすることを促す。目標息止めレベルは、息止めをするにあたって被検体Pが目標とする呼吸レベルの目標値であり、異なるタイミングのスキャン間に亘って被検体Pに均一な呼吸レベルでの息止めを促すための目印となる。被検体Pは、息止め時において呼吸レベルのリアルタイムの計測値が目標息止めレベルに一致するように息止めをする。   The breathing instruction unit 40 executes a breath holding start instruction and a breath holding end instruction via the monitor 46 and the speaker 48. In the breath holding start instruction, the breathing instruction unit 40 instructs the subject P to breathe using the target breath holding level. For example, the breathing instruction unit 40 notifies the subject P of the target breath holding level by displaying the target breath holding level on the monitor 46. This prompts the subject P to hold his / her breath at the target breath holding level. The target breath-hold level is a target value of the breath level targeted by the subject P for holding the breath, and is used to prompt the subject P to hold the breath at a uniform breath level over different timing scans. It becomes a landmark. The subject P holds his / her breath so that the real-time measurement value of the breathing level matches the target breath-holding level when holding his / her breath.

記録部42は、心電計100からの心拍数値をモニタリングし、心臓スキャン時における心拍数値を記録する。記録された心拍数値は、その後の心臓スキャンの開始タイミングにおける心拍数の目標値(以下、目標心拍数と呼ぶことにする。)として利用可能である。また、記録部42は、呼吸センサ200からの息止め経過時間値をモニタリングし、心臓スキャン時における息止め経過時間値を記録する。記録された息止め経過時間値は、その後の心臓スキャンの開始タイミングにおける息止め経過時間の目標値(目標息止め経過時間と呼ぶことにする。)として利用可能である。また、記録部42は、呼吸センサ200からの呼吸レベル値をモニタリングし、心臓スキャン時(すなわち、被検体Pの息止め時)における呼吸レベル値(以下、息止めレベルと呼ぶことにする。)を記録する。記録された息止めレベルは、その後の心臓スキャンにおける目標息止めレベルとして利用可能である。   The recording unit 42 monitors the heart rate value from the electrocardiograph 100 and records the heart rate value during the heart scan. The recorded heart rate value can be used as a target value of the heart rate at the start timing of the subsequent heart scan (hereinafter referred to as a target heart rate). Further, the recording unit 42 monitors the breath holding elapsed time value from the breathing sensor 200 and records the breath holding elapsed time value at the time of the heart scan. The recorded breath holding elapsed time value can be used as a target value of the breath holding elapsed time at the start timing of the subsequent heart scan (referred to as a target breath holding elapsed time). In addition, the recording unit 42 monitors the respiration level value from the respiration sensor 200, and the respiration level value at the time of heart scanning (that is, when the subject P is holding his / her breath) (hereinafter, referred to as a breath holding level). Record. The recorded breath hold level can be used as a target breath hold level in subsequent cardiac scans.

スキャン制御部44は、被検体PをX線でスキャンするためにスキャン機構10を制御する。具体的には、まずスキャン制御部44は、心電計100からのリアルタイムの心拍数値が目標心拍数に基づくスキャン開始条件(以下、心拍数条件と呼ぶことにする。)を満たすか否かを判定する。心拍数条件を満たすと判定した場合、スキャン制御部44は、スキャン機構10を制御し、心臓スキャンを開始する。一方、心拍数条件を満たさないと判定した場合、スキャン制御部44は、心臓スキャンの開始を待機する。心拍数値による判定の代替としてスキャン制御部44は、息止め経過時間値を利用してもよい。この場合、具体的には、まずスキャン制御部44は、呼吸センサ200からのリアルタイムの息止め経過時間値が目標息止め経過時間に基づくスキャン開始条件(以下、息止め経過時間条件と呼ぶことにする。)を満たすか否かを判定する。息止め経過時間条件を満たすと判定した場合、スキャン制御部44は、スキャン機構10を制御し、心臓スキャンを開始する。一方、息止め経過時間条件を満たさないと判定した場合、スキャン制御部44は、心臓スキャンの開始を待機する。このようにスキャン制御部44は、目標心拍数と被検体Pのリアルタイムの心拍数値とに従って、又は目標息止め経過時間と被検体Pのリアルタイムの息止め経過時間値とに従って、スキャン機構10による被検体Pの心臓スキャンの開始タイミングを制御する。   The scan control unit 44 controls the scan mechanism 10 to scan the subject P with X-rays. Specifically, first, the scan control unit 44 determines whether or not the real-time heart rate value from the electrocardiograph 100 satisfies a scan start condition based on the target heart rate (hereinafter referred to as a heart rate condition). judge. When it is determined that the heart rate condition is satisfied, the scan control unit 44 controls the scan mechanism 10 and starts a heart scan. On the other hand, when it is determined that the heart rate condition is not satisfied, the scan control unit 44 waits for the start of the heart scan. As an alternative to the determination based on the heart rate value, the scan control unit 44 may use the breath holding elapsed time value. In this case, specifically, first, the scan control unit 44 refers to a scan start condition (hereinafter referred to as a breath hold elapsed time condition) in which the real-time breath hold elapsed time value from the breath sensor 200 is based on the target breath hold elapsed time. It is determined whether or not the above is satisfied. When it is determined that the breath-hold elapsed time condition is satisfied, the scan control unit 44 controls the scan mechanism 10 and starts a cardiac scan. On the other hand, when it is determined that the breath holding elapsed time condition is not satisfied, the scan control unit 44 waits for the start of the cardiac scan. As described above, the scan control unit 44 performs the subject by the scan mechanism 10 according to the target heart rate and the real-time heart rate value of the subject P, or according to the target breath-hold elapsed time and the real-time breath-hold elapsed time value of the subject P. The start timing of the heart scan of the specimen P is controlled.

モニタ46は、心臓スキャン時において被検体Pに視認可能な位置に設置されている。モニタ46は、呼吸センサ200からの呼吸レベル値の波形や目標息止めレベルを既定の表示レイアウトで表示する。また、モニタ46は、各種のCT画像を表示してもよい。   The monitor 46 is installed at a position where it can be visually recognized by the subject P during the cardiac scan. The monitor 46 displays the waveform of the respiratory level value from the respiratory sensor 200 and the target breath holding level in a predetermined display layout. The monitor 46 may display various CT images.

スピーカ48は、呼吸指示のための音声を出力する。例えば、スピーカ48は、「息止めを開始して下さい」や「息止めを終了して下さい」等の音声を出力する。   The speaker 48 outputs sound for breathing instructions. For example, the speaker 48 outputs a sound such as “Please start breath holding” or “Please end breath holding”.

操作部50は、操作者からの各種指令や情報入力を受け付ける。入力デバイスとしては、キーボードやマウス、スイッチ等が利用可能である。   The operation unit 50 receives various commands and information input from the operator. As an input device, a keyboard, a mouse, a switch, or the like can be used.

記憶部52は、投影データや、各種のCT画像のデータを記憶する。また、記憶部52は、目標息止めレベル、目標心拍数、目標息止め経過時間を記憶する。また、記憶部52は、X線CT装置の制御プログラムを記憶している。この制御プログラムは、後述する心臓スキャンの開始タイミングの制御機能をシステム制御部54に実行させるためのものである。   The storage unit 52 stores projection data and various CT image data. In addition, the storage unit 52 stores a target breath holding level, a target heart rate, and a target breath holding elapsed time. The storage unit 52 stores a control program for the X-ray CT apparatus. This control program is for causing the system control unit 54 to execute a control function of the start timing of the cardiac scan described later.

システム制御部52は、X線CT装置の中枢として機能する。具体的には、システム制御部52は、記憶部50に記憶されている制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従って各部を制御する。   The system control unit 52 functions as the center of the X-ray CT apparatus. Specifically, the system control unit 52 reads out a control program stored in the storage unit 50 and expands it on the memory, and controls each unit according to the expanded control program.

次に本実施形態に係るX線CT装置の動作例を具体的な検査シーケンスを例に挙げて説明する。以下の検査シーケンスにおいて、第1の心臓スキャンは造影スキャンであり、第2の心臓スキャンは非造影スキャンであるとする。なお造影スキャンは、造影剤の注入期間のような、造影効果が比較的に高い造影相に実行されるスキャンを意味する。造影スキャンとしては、例えば、CTA(CT Angiography)が該当する。反対に非造影スキャンは、造影剤の注入終了後のような、造影効果が比較的に低い非造影相に実行されるスキャンを意味する。なお本実施形態において、非造影相には、遅延造影(Late Enhance)のためのスキャンに対応する期間も含まれるとする。   Next, an operation example of the X-ray CT apparatus according to the present embodiment will be described using a specific inspection sequence as an example. In the following examination sequence, it is assumed that the first heart scan is a contrast scan and the second heart scan is a non-contrast scan. The contrast scan means a scan executed in a contrast phase having a relatively high contrast effect, such as a contrast agent injection period. An example of the contrast scan is CTA (CT Angiography). In contrast, a non-contrast scan means a scan performed in a non-contrast phase where the contrast effect is relatively low, such as after the end of the injection of contrast agent. In the present embodiment, it is assumed that the non-contrast phase includes a period corresponding to a scan for delayed contrast enhancement (Late Enhance).

図4は、システム制御部54の制御のもとに行われる、本実施形態に係る検査シーケンスの一例を示す図である。図4に示すように、第1の心臓スキャンの前に、造影効果をモニタリングするためのモニタリングスキャンが実行される。まず、技師等の操作者により被検体Pに造影剤が注入される。そして造影剤の注入開始後、操作者は、操作部50を介してモニタリングスキャンの開始指示を入力する。操作部50を介して開始指示が入力されたことを契機としてスキャン制御部44は、モニタリングスキャンを開始する。モニタリングスキャン中においてスキャン制御部44は、回転フレーム12を回転させながら、第1の心臓スキャンに比して低いX線量を有するX線をX線管16から連続的に照射し、データ収集部24に投影データを収集させる。再構成部36は、収集された投影データに基づいて既定の断面に関するCT画像のデータを時系列で発生する。既定の断面は、例えば、検査部位を含むように設定される。スキャン制御部44は、時系列で発生されたCT画像上の既定のROIにおける造影剤濃度指標値(例えば、平均CT値)をモニタリングする。平均CT値や時系列のCT画像は、モニタ46に表示される。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an inspection sequence according to the present embodiment, which is performed under the control of the system control unit 54. As shown in FIG. 4, a monitoring scan for monitoring the contrast effect is performed before the first cardiac scan. First, a contrast agent is injected into the subject P by an operator such as a technician. Then, after the start of the injection of the contrast agent, the operator inputs a monitoring scan start instruction via the operation unit 50. When the start instruction is input via the operation unit 50, the scan control unit 44 starts the monitoring scan. During the monitoring scan, the scan control unit 44 continuously irradiates the X-ray tube 16 with X-rays having a lower X-ray dose than the first heart scan while rotating the rotating frame 12, and the data collection unit 24. To collect projection data. The reconstruction unit 36 generates CT image data related to a predetermined cross section in time series based on the collected projection data. The predetermined cross section is set so as to include, for example, an examination site. The scan control unit 44 monitors a contrast agent concentration index value (for example, an average CT value) in a predetermined ROI on a CT image generated in time series. Average CT values and time-series CT images are displayed on the monitor 46.

スキャン制御部44によりモニタリングされている平均CT値が既定の閾値に到達したことを契機として呼吸指示部40は、息止め開始指示を実行する。なお、呼吸指示部40は、ユーザにより操作部50を介して息止めの開始指示が入力されることを契機として息止め開始指示を実行してもよい。息止め開始指示において呼吸指示部40は、モニタ46やスピーカ48を介して、被検体Pに息止めを開始する旨のメッセージを報知する。この際、呼吸指示部40は、図5に示すように、被検体Pの呼吸レベル値の波形に目標息止めレベルTLを示すラインを重ね合わせてモニタ46に表示する。被検体Pは、モニタ46を観察し、自身の呼吸レベルが目標息止めレベルに一致するタイミングで息止めを試みる。   In response to the average CT value monitored by the scan control unit 44 reaching a predetermined threshold, the breathing instruction unit 40 executes a breath holding start instruction. The breathing instruction unit 40 may execute the breath holding start instruction when the user inputs a breath holding start instruction via the operation unit 50. In the breath holding start instruction, the breathing instruction unit 40 notifies the subject P of a message to start breathing via the monitor 46 and the speaker 48. At this time, as shown in FIG. 5, the breathing instruction unit 40 superimposes a line indicating the target breath-holding level TL on the waveform of the breathing level value of the subject P and displays it on the monitor 46. The subject P observes the monitor 46 and tries to hold his / her breath at a timing when his / her breathing level matches the target breath-holding level.

息止めが行われると記録部42は、呼吸センサ200からの呼吸レベルをモニタリングし、息止めレベルを記録する。記録部42は、例えば、ユーザにより操作部50を介して記録指示がなされたことを契機として、記録指示がなされた時点における呼吸レベル値を息止めレベルとして記録する。他の記録方法として記録部50は、息止めレベルの判定条件が満足されたタイミングにおける呼吸レベル値を息止めレベルとして記録する。息止めレベルの判定条件は、時間経過に伴う息止めレベルの典型的な変化パターンに従って規定される。例えば、息止めレベルの判定条件は、呼吸レベル値が既定期間(例えば、1秒等)既定範囲内にあることである。既定範囲は、操作部50を介して操作者により任意に設定可能である。記録された息止めレベルは、記憶部52に記憶される。   When breath holding is performed, the recording unit 42 monitors the breathing level from the breathing sensor 200 and records the breath holding level. The recording unit 42 records, for example, the breathing level value at the time when the recording instruction is given as a breath holding level, triggered by the recording instruction made by the user via the operation unit 50. As another recording method, the recording unit 50 records the breath level value at the timing when the breath hold level determination condition is satisfied as the breath hold level. The determination condition of the breath holding level is defined according to a typical change pattern of the breath holding level with time. For example, the determination condition of the breath holding level is that the respiration level value is within a predetermined range for a predetermined period (for example, 1 second). The predetermined range can be arbitrarily set by the operator via the operation unit 50. The recorded breath holding level is stored in the storage unit 52.

造影効果が所望のレベルに達すると、スキャン制御部44は、モニタリングスキャンを停止し、第1の心臓スキャンを開始する。第1の心臓スキャンが開始されると記録部42は、第1の心臓スキャン時の心拍数値や息止め経過時間値を記録する。なお第1の心臓スキャンは、ある時間幅において実行される。そのため“造影スキャン時”とは、造影スキャンの開始時点、中間時点、終了時点等の造影スキャン期間内におけるあらゆる時点を指す。すなわち“造影スキャン時の心拍数や息止め経過時間”は、造影スキャン中における任意の時点の心拍数や息止め経過時間を指す。また、“造影スキャン時の心拍数や息止め経過時間”は、心臓スキャン期間内における心拍数値や息止め経過時間値の平均値や中間値、最大値、最小値、最頻値等でもよい。   When the contrast effect reaches a desired level, the scan control unit 44 stops the monitoring scan and starts the first heart scan. When the first heart scan is started, the recording unit 42 records the heart rate value and the breath-hold elapsed time value at the time of the first heart scan. Note that the first heart scan is executed in a certain time width. Therefore, “at the time of contrast scan” refers to every time point in the contrast scan period such as the start time, the intermediate time, and the end time of the contrast scan. That is, “the heart rate and the breath holding elapsed time during the contrast scan” indicate the heart rate and the breath holding elapsed time at an arbitrary time during the contrast scanning. Further, “the heart rate and the elapsed time of breath holding during contrast scanning” may be an average value, an intermediate value, a maximum value, a minimum value, a mode value, etc. of the heart rate value and the elapsed time of breath holding during the cardiac scan period.

スキャン制御部44により第1の心臓スキャンが終了されると呼吸指示部40は、モニタ46やスピーカ48を介して被検体Pへの息止め終了指示を実行する。息止め終了指示が実行されることにより被検体Pは、呼吸を再開する。   When the first cardiac scan is completed by the scan control unit 44, the breathing instruction unit 40 executes a breath holding end instruction to the subject P via the monitor 46 and the speaker 48. When the breath holding end instruction is executed, the subject P resumes breathing.

検査部位における造影効果が十分に低下し、また、スキャン機構10が第2の心臓スキャン(非造影スキャン)に備えたスタンバイ状態にセットされると操作者は、第2の心臓スキャンのための息止めの開始指示(2回目の息止め開始指示)を、操作部50を介して入力する。開始指示が入力されたことを契機として呼吸指示部40は、2回目の息止め開始指示を実行する。なお、第2の心臓スキャンは、操作者による開始指示がなされることを契機として実行されるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、予め設定された検査プログラムにより自動的に実行されてもよい。   When the contrast effect at the examination site is sufficiently reduced and the scanning mechanism 10 is set in a standby state in preparation for the second heart scan (non-contrast scan), the operator can take a breath for the second heart scan. A stop start instruction (second breath hold start instruction) is input via the operation unit 50. In response to the input of the start instruction, the breathing instruction unit 40 executes a second breath holding start instruction. Note that the second heart scan is executed in response to the start instruction from the operator. However, this embodiment is not limited to this. For example, it may be automatically executed by a preset inspection program.

2回目の息止め開始指示において呼吸指示部40は、第1の心臓スキャンのための息止め開始指示(1回目の息止め開始指示)と同様に、被検体Pの呼吸レベル値の波形に目標息止めレベルを重ねてモニタ46に表示する。2回目の息止め開始指示における目標息止めレベルは、2パターンが可能ある。以下にその2パターンの目標息止めレベルについて説明する。   In the second breath holding start instruction, the breathing instruction unit 40 sets the target breathing level waveform of the subject P in the same manner as the breath holding start instruction for the first heart scan (first breath holding start instruction). The breath holding level is superimposed and displayed on the monitor 46. There are two possible target breath-hold levels in the second breath-hold start instruction. The two patterns of target breath holding levels will be described below.

図6は、2回目の目標息止めレベルTL2の第1のパターンを示す図である。図6の場合、1回目の目標息止めレベルTL1と2回目の目標息止めレベルTL2とは、同一値である。図7は、2回目の目標息止めレベルTL2の第2のパターンを示す図である。図7の場合、2回目の目標息止めレベルTL2は、記録部42により記録された1回目の実際の息止めレベルHLに等しい。なお、2回目の目標息止めレベルTL2は、被検体Pや操作者の好みに応じて、上述の第1パターンと第2パターンとから任意に選択可能である。目標息止めレベルが表示されると被検体Pは、自身の呼吸レベルが目標息止めレベルに一致したタイミングで息止めを試みる。   FIG. 6 is a diagram showing a first pattern of the second target breath holding level TL2. In the case of FIG. 6, the first target breath-hold level TL1 and the second target breath-hold level TL2 are the same value. FIG. 7 is a diagram showing a second pattern of the second target breath holding level TL2. In the case of FIG. 7, the second target breath holding level TL2 is equal to the first actual breath holding level HL recorded by the recording unit 42. Note that the second target breath-holding level TL2 can be arbitrarily selected from the above-described first pattern and second pattern according to the subject P and the preference of the operator. When the target breath-hold level is displayed, the subject P tries to hold his / her breath at a timing when his / her breath level matches the target breath-hold level.

この際、呼吸指示部40は、被検体Pの呼吸レベルを目標息止めレベルに誘導するように、被検体Pの実際の息止めレベルと目標息止めレベルとの大小関係に応じた呼吸指示を実行してもよい。例えば、被検体Pの実際の息止めレベルが目標息止めレベルよりも大きい場合、呼吸指示部40は、被検体Pの呼吸レベルの振幅を小さくするため、スピーカ48から「もっと浅く呼吸をして下さい」等の音声を出力する。また、被検体Pの実際の息止めレベルが目標息止めレベルよりも小さい場合、呼吸指示部40は、被検体Pの呼吸レベルの振幅を大きくするため、スピーカ48から「もっと深く呼吸をして下さい」等の音声を出力する。このような実際の息止めレベルと目標息止めレベルとの大小関係に応じた呼吸指示をすることにより、目標息止めレベルにより近い呼吸レベルで被検体Pに息止めをさせることができる。   At this time, the breathing instruction unit 40 issues a breathing instruction according to the magnitude relationship between the actual breath holding level of the subject P and the target breath holding level so as to guide the breathing level of the subject P to the target breath holding level. May be executed. For example, when the actual breath-hold level of the subject P is higher than the target breath-hold level, the breathing instruction unit 40 causes the speaker 48 to “breathe shallower and breathe more shallowly” in order to reduce the amplitude of the breath level of the subject P. Please output "etc." When the actual breath-hold level of the subject P is smaller than the target breath-hold level, the breathing instruction unit 40 increases the amplitude of the breath level of the subject P from the speaker 48 to “breath deeper”. Please output "etc." By giving a breathing instruction according to the magnitude relationship between the actual breath holding level and the target breath holding level, the subject P can be held at a breathing level closer to the target breath holding level.

さらに、呼吸指示部40は、被検体Pの実際の息止めレベルと目標の息止めレベルとの差分が許容範囲内にあるか否かに応じた呼吸指示を実行してもよい。例えば、差分が許容範囲外にある場合、呼吸指示部40は、モニタ46やスピーカ48を介して息止めのやり直しを報知するとよい。差分が許容範囲外にある場合、スキャン制御部44は、第2の心臓スキャンを中断(スタンバイ状態をオフ)させてもよい。   Further, the breathing instruction unit 40 may execute a breathing instruction according to whether or not the difference between the actual breath holding level of the subject P and the target breath holding level is within an allowable range. For example, when the difference is out of the allowable range, the breathing instruction unit 40 may notify the re-execution of breath holding via the monitor 46 and the speaker 48. When the difference is outside the allowable range, the scan control unit 44 may interrupt the second heart scan (turn off the standby state).

また、息止めの開始指示が実行されるとシステム制御部54は、第2の心臓スキャン(非造影スキャン)の開始タイミングの制御処理を実行する。図8は、システム制御部54の制御のもとに行われる第2の心臓スキャンの開始タイミングの制御処理の典型的な流れを示す図である。   Further, when an instruction to start breath holding is executed, the system control unit 54 executes a control process for the start timing of the second heart scan (non-contrast scan). FIG. 8 is a diagram showing a typical flow of the control processing of the start timing of the second heart scan performed under the control of the system control unit 54.

ステップS1においてシステム制御部54は、心電計100に計測処理を実行させる(ステップS1)。ステップS1において心電計100は、息止め時における被検体Pの心拍数を計測する。心拍数値は、画像処理装置30に供給される。   In step S1, the system control unit 54 causes the electrocardiograph 100 to perform measurement processing (step S1). In step S1, the electrocardiograph 100 measures the heart rate of the subject P at the time of breath holding. The heart rate value is supplied to the image processing device 30.

ステップS1が実行されるとシステム制御部54は、スキャン制御部44に判定処理を実行させる(ステップS2)。ステップS2においてスキャン制御部44は、心電計100からの心拍数値が目標心拍数に基づく心拍数条件を満足するか否かを判定する。心拍数条件は、例えば、心拍数が目標心拍数に基づく閾値に一致することや、心拍数値が目標心拍数に基づく閾値範囲に含まれることである。閾値は、例えば、目標心拍数に等しい値や、目標心拍数に既定値を加算又は減算した値等に設定される。閾値範囲は、例えば、目標心拍数及び既定値の和(上限心拍数)と、目標心拍数及び既定値の差(下限心拍数)との間の範囲に設定される。このように、ステップSにおいてスキャン制御部44は、心拍数値が目標心拍数に略一致するか否かを判定する。   When step S1 is executed, the system control unit 54 causes the scan control unit 44 to execute determination processing (step S2). In step S2, the scan control unit 44 determines whether or not the heart rate value from the electrocardiograph 100 satisfies a heart rate condition based on the target heart rate. The heart rate condition is, for example, that the heart rate matches a threshold value based on the target heart rate, or that the heart rate value is included in a threshold range based on the target heart rate. For example, the threshold value is set to a value equal to the target heart rate, a value obtained by adding or subtracting a predetermined value to the target heart rate, or the like. The threshold range is set to a range between, for example, the sum of the target heart rate and a predetermined value (upper limit heart rate) and the difference between the target heart rate and the predetermined value (lower limit heart rate). Thus, in step S, the scan control unit 44 determines whether or not the heart rate value substantially matches the target heart rate.

ステップS2においてスキャン制御部44が心拍数条件を満足しない(心電計100からの心拍数値が目標心拍数に略一致しない)と判定した場合(ステップS2:NO)、システム制御部54は、再びステップS1に進む。そして、ステップS2において心拍数条件が満足されるまで、ステップS1とステップS2とが繰り返される。   When it is determined in step S2 that the scan control unit 44 does not satisfy the heart rate condition (the heart rate value from the electrocardiograph 100 does not substantially match the target heart rate) (step S2: NO), the system control unit 54 again Proceed to step S1. Then, step S1 and step S2 are repeated until the heart rate condition is satisfied in step S2.

ステップS2においてスキャン制御部44が判定条件を満足する(心電計100からの心拍数値が目標心拍数に略一致する)と判定した場合(ステップS2:YES)、システム制御部54は、スキャン制御部44に第2の心臓スキャンを実行させる(ステップS3)。ステップS3においてスキャン制御部44は、第1の心臓スキャンと同様にスキャン機構10を制御し、第2の心臓スキャンを実行する。   When the scan control unit 44 determines in step S2 that the determination condition is satisfied (the heart rate value from the electrocardiograph 100 substantially matches the target heart rate) (step S2: YES), the system control unit 54 performs scan control. The unit 44 is caused to execute the second heart scan (step S3). In step S3, the scan control unit 44 controls the scan mechanism 10 similarly to the first heart scan, and executes the second heart scan.

以上でシステム制御部54による第2の心臓スキャンの開始タイミングの制御処理が終了する。なお、上述の図8の説明は、心拍数に従って第2の心臓スキャンの開始タイミングを制御する場合について説明した。しかしながら、開始タイミングの制御処理はこれに限定されない。例えば、心拍数値の代わりに、呼吸センサ200からの息止め経過時間値に従って開始タイミングが制御されてもよい。この場合の開始タイミングの制御処理は、心拍数値を利用した場合と同様の処理過程により実現可能である。すなわち、上述の第2の心臓スキャンの開始タイミングの制御処理の説明中の“心拍数値”を“息止め経過時間値”に読み替えることにより、実行可能である。従って、息止め経過時間を利用した開始タイミングの制御処理の説明は省略する。   Thus, the control processing of the start timing of the second heart scan by the system control unit 54 is completed. In the above description of FIG. 8, the case where the start timing of the second heart scan is controlled according to the heart rate has been described. However, the start timing control process is not limited to this. For example, instead of the heart rate value, the start timing may be controlled according to the breath holding elapsed time value from the respiration sensor 200. The control process of the start timing in this case can be realized by the same process as when using the heart rate value. That is, it can be executed by replacing “heart rate value” in the description of the control processing of the start timing of the second heart scan with “breath holding elapsed time value”. Therefore, description of the start timing control process using the breath-hold elapsed time is omitted.

上記のように本実施形態に係るX線CT装置は、第2の心臓スキャンにおける息止め指示において、1回目の目標息止めレベル又は1回目の実際の息止めレベルを利用する。これにより、第1の心臓スキャン時と第2の心臓スキャン時とにおける呼吸位相を比較的揃えることができる。さらに本実施形態に係るX線CT装置は、第2の心臓スキャンを実施するにあたり、被検体Pの心拍数(又は息止め経過時間)が第1の心臓スキャン時における心拍数(又は息止め経過時間)に略一致するタイミングで第2の心臓スキャンを開始する。従ってX線CT装置は、第1の心臓スキャン時と第2の心臓スキャン時とにおける被検体Pの心電位相を比較的揃えることができる。   As described above, the X-ray CT apparatus according to the present embodiment uses the first target breath-hold level or the first actual breath-hold level in the breath-hold instruction in the second heart scan. As a result, the respiratory phases during the first heart scan and the second heart scan can be made relatively uniform. Furthermore, when the X-ray CT apparatus according to the present embodiment performs the second heart scan, the heart rate (or breath-hold elapsed time) of the subject P is the heart rate (or breath-hold progress) during the first heart scan. The second heart scan is started at a timing substantially coincident with (time). Accordingly, the X-ray CT apparatus can relatively align the electrocardiographic phases of the subject P during the first heart scan and the second heart scan.

これら2つの工夫により、本実施形態に係るX線CT装置は、造影スキャン時と非造影スキャン時とにおいて、スキャン領域内における心臓の位置や形状を比較的揃えることができる。これに伴い、造影相に関するCT画像と非造影相に関するCT画像とにそれぞれ含まれる心臓領域の位置や形状が比較的揃う。従って、造影相に関するCT画像と非造影相に関するCT画像との差分による血管領域の抽出精度が従来に比して改善され、造影相に関するCT画像と非造影相に関するCT画像との差分画像の画質が従来に比して向上する。   With these two ideas, the X-ray CT apparatus according to the present embodiment can relatively align the position and shape of the heart in the scan region during the contrast scan and the non-contrast scan. Accordingly, the positions and shapes of the heart regions included in the CT image related to the contrast phase and the CT image related to the non-contrast phase are relatively aligned. Therefore, the extraction accuracy of the blood vessel region based on the difference between the CT image related to the contrast phase and the CT image related to the non-contrast phase is improved as compared with the conventional case, and the image quality of the difference image between the CT image related to the contrast phase and the CT image related to the non-contrast phase is improved. Is improved as compared with the prior art.

かくして本実施形態に係るX線CT装置は、造影効果の異なる複数のタイミングにおいて心臓をスキャンすることにおいて、心臓の位置及び形状合わせの精度向上を実現することができる。   Thus, the X-ray CT apparatus according to the present embodiment can improve the accuracy of heart position and shape alignment by scanning the heart at a plurality of timings with different contrast effects.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.

(変形例1)
図9は、変形例1に係る検査シーケンスの一例を示す図である。図9に示すように、変形例1に係る検査シーケンスおいて息止め開始指示は、図8のようにモニタリングスキャン中に行われるのではなく、モニタリングスキャン後に行われる。このため変形例1に係るX線CT装置は、モニタリングスキャンと造影スキャンとの時間間隔が比較的長い場合にも、第1の心臓スキャン時と第2のスキャン時とにおける被検体Pの呼吸位相を揃えやすい。
(Modification 1)
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an inspection sequence according to the first modification. As shown in FIG. 9, in the examination sequence according to the first modification, the breath holding start instruction is not performed during the monitoring scan as shown in FIG. 8, but is performed after the monitoring scan. For this reason, the X-ray CT apparatus according to the modified example 1 has the respiratory phase of the subject P during the first heart scan and the second scan even when the time interval between the monitoring scan and the contrast scan is relatively long. Easy to align.

(変形例2)
図10は、変形例2に係る検査シーケンスの一例を示す図である。図10に示すように、変形例2に係る検査シーケンスにおいて第1の心臓スキャンは非造影スキャンであり、第2の心臓スキャンは造影スキャンであるとする。変形例2に係る非造影スキャンとしては、例えば、Ca Score(カルシウムスコア)のためのスキャンが該当する。変形例2に係る造影スキャンは、CTAが該当する。変形例2に係るスキャン制御部44は、非造影スキャン時に記録された息止め経過時間を利用して、造影スキャンの開始タイミングを制御する。
(Modification 2)
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an inspection sequence according to the second modification. As illustrated in FIG. 10, in the examination sequence according to the second modification, the first heart scan is a non-contrast scan, and the second heart scan is a contrast scan. An example of the non-contrast scan according to Modification 2 is a scan for Ca Score (calcium score). The contrast scan according to Modification 2 corresponds to CTA. The scan control unit 44 according to the modification 2 controls the start timing of the contrast scan using the breath holding elapsed time recorded during the non-contrast scan.

(変形例3)
本実施形態においては、心電計100に心電図波形の生成部と心拍数の計測部とを実装させ、呼吸センサ200に呼吸レベルの計測部と息止め経過時間の計測部とを実装させるものとした。変形例3においては、心電計100に心拍数の計測部を実装させず、また、呼吸センサ200に息止め経過時間の計測部をさせない。代替的に変形例3に係るX線CT装置は、心拍数の計測部と息止め経過時間の計測部とをさらに備えている。
(Modification 3)
In the present embodiment, an electrocardiogram waveform generation unit and a heart rate measurement unit are mounted on the electrocardiograph 100, and a respiration level measurement unit and a breath holding elapsed time measurement unit are mounted on the respiration sensor 200. did. In the third modification, the electrocardiograph 100 is not provided with a heart rate measurement unit, and the respiration sensor 200 is not provided with a breath holding elapsed time measurement unit. Alternatively, the X-ray CT apparatus according to the modified example 3 further includes a heart rate measuring unit and a breath holding elapsed time measuring unit.

これにより、心拍数の計測と息止め経過時間の計測とをX線CT装置内で実行することができる。   Thereby, the measurement of the heart rate and the measurement of the breath holding elapsed time can be executed in the X-ray CT apparatus.

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

以上本発明によれば、造影効果の異なる複数のタイミングにおいて心臓をスキャンするX線CT装置において、心臓の位置及び形状合わせの精度向上を実現することができる。   As described above, according to the present invention, in the X-ray CT apparatus that scans the heart at a plurality of timings with different contrast effects, it is possible to improve the accuracy of heart position and shape alignment.

10…スキャン機構、12…回転フレーム、14…天板、16…X線管、18…X線検出器、20…回転駆動部、22…高電圧発生部、24…データ収集部(DAS)、30…画像処理装置、32…インターフェース部、34…前処理部、36…再構成部、38…減算部、40…呼吸指示部、42…記録部、44…スキャン制御部、46…モニタ、48…スピーカ、50…操作部、52…記憶部、54…システム制御部、100…心電計、2000…呼吸センサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Scanning mechanism, 12 ... Rotary frame, 14 ... Top plate, 16 ... X-ray tube, 18 ... X-ray detector, 20 ... Rotation drive part, 22 ... High voltage generation part, 24 ... Data collection part (DAS), DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Image processing apparatus, 32 ... Interface part, 34 ... Pre-processing part, 36 ... Reconstruction part, 38 ... Subtraction part, 40 ... Respiration instruction part, 42 ... Recording part, 44 ... Scan control part, 46 ... Monitor, 48 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Speaker, 50 ... Operation part, 52 ... Memory | storage part, 54 ... System control part, 100 ... Electrocardiograph, 2000 ... Respiration sensor.

本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置は、被検体を対象としてX線による第1のスキャンと前記第1のスキャンより時間的に後の第2のスキャンとを実行するためにX線管とX線検出器とを支持するスキャン機構と、前記被検体の息止め時における呼吸レベルの目標値を記憶する記憶部であって、前記呼吸レベルの目標値は、前記1のスキャンにおける呼吸レベルの目標値又は前記第1のスキャンにおける前記被検体の息止め時における呼吸レベルの計測値である、第1の記憶部と、前記呼吸レベルの目標値を利用して前記被検体に呼吸指示を実行する呼吸指示部と、前記スキャン機構による前記第2のスキャンの開始タイミングにおける心拍数の目標値又は息止め経過時間の目標値を記憶する第2の記憶部と、前記心拍数の目標値と前記被検体のリアルタイムの心拍数の計測値とに従って、又は前記目標息止め経過時間と前記被検体のリアルタイムの息止め経過時間の計測値とに従って、前記開始タイミングを制御する制御部と、を具備する。 The X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment uses an X-ray tube to execute a first X-ray scan and a second scan temporally after the first scan for a subject. an X-ray detector a supporting and scanning mechanism for lifting, the subject of breath holding SL you stores a target value of the respiratory level during憶部a target value of the respiratory level, the scan of the 1 The first storage unit, which is a target value of the respiratory level in the first scan, or a measured value of the respiratory level at the time of breathing of the subject in the first scan, and the subject using the target value of the respiratory level A breathing instruction unit that executes a breathing instruction; a second storage unit that stores a target value of a heart rate or a target value of an elapsed breath-holding time at the start timing of the second scan by the scan mechanism; Goal And a control unit for controlling the start timing according to the measured value of the subject's real-time heart rate or according to the target breath-hold elapsed time and the measured value of the subject's real-time breath-hold elapsed time. It has.

Claims (5)

被検体をX線でスキャンするためにX線管とX線検出器とを前記被検体周りに回転可能に支持するスキャン機構と、
前記被検体の息止め時における呼吸レベルの目標値を記憶する第1の記憶部と、
前記呼吸レベルの目標値を利用して前記被検体に呼吸指示を実行する呼吸指示部と、
前記スキャン機構によるスキャンの開始タイミングにおける心拍数の目標値又は息止め経過時間の目標値を記憶する第2の記憶部と、
前記心拍数の目標値と前記被検体のリアルタイムの心拍数の計測値とに従って、又は前記目標息止め経過時間と前記被検体のリアルタイムの息止め経過時間の計測値とに従って、前記開始タイミングを制御する制御部と、
を具備するX線コンピュータ断層撮影装置。
A scanning mechanism for rotatably supporting an X-ray tube and an X-ray detector around the subject in order to scan the subject with X-rays;
A first storage unit for storing a target value of a respiration level at the time of breath holding of the subject;
A breathing instruction unit that executes a breathing instruction to the subject using the target value of the breathing level;
A second storage unit that stores a target value of a heart rate or a target value of an elapsed time of breath holding at a scan start timing by the scan mechanism;
Control the start timing according to the target value of the heart rate and the measured value of the subject's real-time heart rate, or according to the target breath-hold elapsed time and the measured value of the subject's real-time elapsed breath-hold time. A control unit,
An X-ray computed tomography apparatus comprising:
前記被検体の心拍数又は前記被検体の息止め経過時間を計測する計測部をさらに備える、請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, further comprising a measurement unit that measures a heart rate of the subject or an elapsed time of breath holding of the subject. 前記制御部は、前記心拍数のリアルタイムの計測値が前記目標心拍数に略一致するか否かを判定し、判定結果に従って前記開始タイミングを制御する、請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the control unit determines whether a real-time measurement value of the heart rate substantially matches the target heart rate, and controls the start timing according to the determination result. . 前記呼吸指示部は、前記被検体のリアルタイムの呼吸レベルの計測値と前記呼吸レベルの目標値との大小関係及び差分の少なくとも一方に応じた前記呼吸指示を実行する、請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   2. The X-ray according to claim 1, wherein the respiration instruction unit executes the respiration instruction according to at least one of a magnitude relationship and a difference between a measurement value of a real-time respiration level of the subject and a target value of the respiration level. Computer tomography equipment. 前記制御部は、前記被検体のリアルタイムの呼吸レベルの計測値が前記呼吸レベルの目標値に略一致するか否かを判定し、判定結果に応じて前記開始タイミングを制御する、請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The said control part determines whether the measured value of the real-time respiration level of the said subject substantially corresponds to the target value of the said respiration level, and controls the said start timing according to a determination result. X-ray computed tomography apparatus.
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