JP2016202601A - Radiation tomographic apparatus, method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射線断層撮影装置による造影撮影の改良技術に関する。 The present invention relates to a technique for improving contrast imaging using a radiation tomography apparatus.
放射線断層撮影装置による造影撮影の方法として、被検体の体軸方向に複数の造影剤監視位置を設定し、本スキャン(scan)中に監視位置ごとに造影剤の到達を逐一確認し、未到達ならモニタリングスキャン(monitoring scan)を維持し、到達を確認したら本スキャンを続行する方法が提案されている（特許文献１，要約等参照）。 As a method of contrast imaging with a radiation tomography system, multiple contrast agent monitoring positions are set in the body axis direction of the subject, and the arrival of the contrast agent is confirmed for each monitoring position one by one during the main scan (not reached) Then, a method has been proposed in which a monitoring scan is maintained, and when the arrival is confirmed, the main scan is continued (see Patent Document 1, Abstract, etc.).
この方法によれば、スキャン位置が造影剤の到達位置を追い抜いてスキャンすることを防止することができ、不適切なコントラスト(contrast)での造影撮影を抑制することができる。 According to this method, it is possible to prevent the scan position from overtaking the contrast agent arrival position and to perform scanning, and contrast imaging with an inappropriate contrast can be suppressed.
しかしながら、上記の方法では、造影剤の到達位置とスキャン位置とが常に一致しているわけではないため、常に最適なコントラストでの造影撮影を行うことが難しい。 However, in the above method, since the contrast agent arrival position and the scan position do not always coincide with each other, it is difficult to always perform contrast imaging with an optimal contrast.
このような事情により、放射線断層撮影装置による造影撮影の方法として、常に最適なコントラストでの造影撮影を行うことができる技術が望まれている。 Under such circumstances, a technique capable of always performing contrast imaging with optimum contrast is desired as a method of contrast imaging using a radiation tomography apparatus.
第１の観点の発明は、
造影剤が注入された被検体を放射線でスキャンしてデータ(data)を収集する撮影部と、該撮影部を制御する制御部とを備えており、
前記制御部が、
前記被検体の体軸方向における互いに異なる第１〜第Ｎの観測位置（Ｎ≧２）をスキャン進行方向に沿って設定する第１の設定部と、
前記被検体に前記造影剤を予備的に注入した後に、前記被検体の前記設定された観測位置におけるモニタリングスキャンを行って該観測位置における前記造影剤の到達時間を特定することと、該観測位置における前記造影剤の到達に応答してモニタリングスキャン位置をスキャン進行方向側の隣の観測位置に変更することとを、前記第１〜第Ｎの観測位置における前記造影剤の到達時間が特定されるまで交互に行うよう、前記撮影部を制御する第１の制御部と、
前記特定された前記第１〜第Ｎの観測位置における前記造影剤の到達時間に基づいて、前記被検体に前記造影剤を注入した後に前記被検体に設定された撮影範囲に対する本スキャンを行う際に用いる本スキャン条件を決定する決定部と、を有する放射線断層撮影装置を提供する。
ここで、Ｎは２以上の自然数である。
The invention of the first aspect
An imaging unit that collects data by scanning a subject injected with a contrast medium with radiation (data), and a control unit that controls the imaging unit,
The control unit is
A first setting unit for setting different first to Nth observation positions (N ≧ 2) in the body axis direction of the subject along the scan traveling direction;
After preliminarily injecting the contrast agent into the subject, performing a monitoring scan at the set observation position of the subject to identify the arrival time of the contrast agent at the observation location; and Changing the monitoring scan position to the next observation position on the scan traveling direction side in response to the arrival of the contrast medium in step S3, the arrival time of the contrast medium at the first to Nth observation positions is specified A first control unit that controls the photographing unit so as to be alternately performed,
When performing a main scan on the imaging range set for the subject after injecting the contrast agent into the subject based on the arrival time of the contrast agent at the identified first to Nth observation positions A radiation tomography apparatus having a determination unit for determining a main scan condition used for the first to fourth is provided.
Here, N is a natural number of 2 or more.
第２の観点の発明は、
前記第１の制御部が、第ｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）の観測位置における前記造影剤の到達時間を、前記造影剤を予備的に注入してから、前記第ｉの観測位置におけるモニタリングスキャンにより得られた、前記被検体の前記第ｉの観測位置における断層内の第ｉの関心領域の造影剤濃度が第ｉの閾値に到達するまでの時間として求める、上記第１の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
ここで、ｉは１からＮまでの自然数の各々である。
The invention of the second aspect is
The first control unit preliminarily injects the contrast agent at the i-th (i = 1,..., N) observation position, and then injects the contrast agent at the i-th observation position. According to the first aspect, the time is obtained as a time until the contrast agent concentration of the i-th region of interest in the tomography at the i-th observation position of the subject reaches the i-th threshold value obtained by the monitoring scan. A radiation tomography apparatus is provided.
Here, i is a natural number from 1 to N.
第３の観点の発明は、
前記第１の制御部が、前記第ｉの観測位置におけるモニタリングスキャンにより得られた断層像に基づいて、前記第ｉの関心領域における画素値の代表値が前記第ｉの閾値に対応する画素値に到達した際に、前記第ｉの観測位置における前記造影剤の到達を検知する、上記第２の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the third aspect is
Based on the tomographic image obtained by the first control unit by the monitoring scan at the i-th observation position, the pixel value corresponding to the i-th threshold is a representative value of the pixel value in the i-th region of interest. The radiation tomography apparatus according to the second aspect is provided that detects the arrival of the contrast agent at the i-th observation position when reaching the i-th observation position.
第４の観点の発明は、
前記代表値が、平均値または加重平均値である、上記第３の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the fourth aspect is
The radiation tomography apparatus according to the third aspect, wherein the representative value is an average value or a weighted average value.
第５の観点の発明は、
前記制御部が、
前記造影剤を予備的に注入する前に、前記被検体のスキャンを行って前記第１〜第Ｎの観測位置における断層像を得るよう、前記撮影部を制御する第２の制御部と、
操作者の操作に応じて、前記得られた第ｉの観測位置における断層像ごとに該断層像上に前記第ｉの関心領域を設定する第２の設定部と、をさらに有する、上記第２の観点から第４の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the fifth aspect is
The control unit is
A second control unit that controls the imaging unit so as to obtain a tomographic image at the first to N-th observation positions by performing scanning of the subject before preliminary injection of the contrast agent;
A second setting unit configured to set the i-th region of interest on the tomographic image for each tomographic image at the obtained i-th observation position in response to an operation by the operator. A radiation tomography apparatus according to any one of the fourth aspects is provided.
第６の観点の発明は、
前記第１の設定部が、前記撮影範囲に基づいて、前記第１〜第Ｎの観測位置を設定する、上記第１の観点から第５の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the sixth aspect is
The radiation tomography apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the first setting unit sets the first to N-th observation positions based on the imaging range. provide.
第７の観点の発明は、
前記第１の設定部が、前記第１〜第Ｎの観測位置を、前記撮影範囲の開始位置と、これよりスキャン進行方向側の１または複数の位置とに設定する、上記第６の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the seventh aspect
In the sixth aspect, the first setting unit sets the first to N-th observation positions as a start position of the imaging range and one or more positions closer to the scan traveling direction. A radiation tomography apparatus is provided.
第８の観点の発明は、
前記第１の設定部が、前記第１〜第Ｎの観測位置を、前記撮影範囲内において、該撮影範囲における一端の位置及び他端の位置を含むように設定する、上記第７の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the eighth aspect
In the seventh aspect, the first setting unit sets the first to Nth observation positions within the imaging range so as to include a position at one end and a position at the other end in the imaging range. A radiation tomography apparatus is provided.
第９の観点の発明は、
前記第１の設定部が、前記第１〜第Ｎの観測位置のうち、前記撮影範囲における一端の位置及び他端の位置とは異なる観測位置を、操作者の操作に応じて設定する、上記第８の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the ninth aspect is
The first setting unit sets an observation position different from the position of one end and the position of the other end in the imaging range among the first to N-th observation positions according to an operation of the operator. A radiation tomography apparatus according to an eighth aspect is provided.
第１０の観点の発明は、
前記第１〜第Ｎの観測位置が、３以上の観測位置である、上記第１の観点から第９の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the tenth aspect is
The radiation tomography apparatus according to any one of the first to ninth aspects, wherein the first to Nth observation positions are three or more observation positions.
第１１の観点の発明は、
前記第１の設定部が、前記第１〜第Ｎの観測位置を均等な間隔を置いて設定する、上記第１０の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the eleventh aspect is
The radiation tomography apparatus according to the tenth aspect, in which the first setting unit sets the first to Nth observation positions at equal intervals.
第１２の観点の発明は、
前記制御部が、操作者の操作に応じて、前記第１〜第Ｎの閾値を設定する、第３の設定部をさらに有する、上記第２の観点から第１１の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the twelfth aspect is
The control unit further includes a third setting unit that sets the first to Nth thresholds according to an operation of an operator, and any one of the second to eleventh aspects A radiation tomography apparatus is provided.
第１３の観点の発明は、
前記本スキャンが、ヘリカルスキャン(helical scan)であり、
前記決定部が、前記本スキャン条件の１つとして、ヘリカルスピッチ(helical pitch)を決定する、上記第１の観点から第１２の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the thirteenth aspect is
The main scan is a helical scan,
The radiation tomography apparatus according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the determination unit determines a helical pitch as one of the main scan conditions.
第１４の観点の発明は、
前記制御部が、前記被検体のスカウトスキャン(scout scan)を行うよう、前記撮影部を制御する第３の制御部をさらに有しており、
前記決定部が、前記スカウトスキャンにより得られたデータと、前記特定された第１〜第Ｎの観測位置における前記造影剤の到達時間とに基づいて、前記本スキャン条件の一部として、前記ヘリカルピッチと放射線の照射出力の時間変化曲線とを決定する、上記第１３の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the fourteenth aspect is
The control unit further includes a third control unit for controlling the imaging unit to perform a scout scan of the subject;
Based on the data obtained by the scout scan and the arrival time of the contrast agent at the identified first to Nth observation positions, the determination unit determines the helical as a part of the main scan condition. The radiation tomography apparatus according to the thirteenth aspect, which determines a pitch and a time change curve of radiation output is provided.
第１５の観点の発明は、
前記第１〜第Ｎの観測位置が、３以上の観測位置であり、
前記決定部が、前記撮影範囲内で変化する複数のヘリカルピッチを決定する、上記第１３の観点または第１４の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the fifteenth aspect is
The first to Nth observation positions are three or more observation positions;
The radiation tomography apparatus according to the thirteenth aspect or the fourteenth aspect, wherein the determination unit determines a plurality of helical pitches that change within the imaging range.
第１６の観点の発明は、
前記決定部が、互いに隣接する観測位置間の領域ごとにヘリカルピッチを決定する、上記第１３の観点から第１５の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the sixteenth aspect is
The radiation tomography apparatus according to any one of the thirteenth to fifteenth aspects, wherein the determining unit determines a helical pitch for each region between adjacent observation positions.
第１７の観点の発明は、
前記撮影範囲が、前記被検体の下肢を含む、上記第１の観点から第１６の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the seventeenth aspect is
The radiation tomography apparatus according to any one of the first to sixteenth aspects, wherein the imaging range includes a lower limb of the subject.
第１８の観点の発明は、
前記撮影範囲が、６０ｃｍ以上の範囲である、上記第１の観点から第１６の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the eighteenth aspect is
A radiation tomography apparatus according to any one of the first to sixteenth aspects, wherein the imaging range is a range of 60 cm or more.
第１９の観点の発明は、
造影剤が注入された被検体を放射線でスキャンしてデータを収集する撮影部と、該撮影部を制御する制御部とを備えた放射線断層撮影装置の制御方法であって、
前記制御部に、
前記被検体の体軸方向における互いに異なる第１〜第Ｎの観測位置（Ｎ≧２）をスキャン進行方向に沿って設定する第１の設定処理と、
前記被検体に前記造影剤を予備的に注入した後に、前記被検体の前記設定された観測位置におけるモニタリングスキャンを行って該観測位置における前記造影剤の到達時間を特定することと、該観測位置における前記造影剤の到達に応答してモニタリングスキャン位置をスキャン進行方向側の隣の観測位置に変更することとを、前記第１〜第Ｎの観測位置における前記造影剤の到達時間が特定されるまで交互に行うよう、前記撮影部を制御する第１の制御処理と、
前記特定された前記第１〜第Ｎの観測位置における前記造影剤の到達時間に基づいて、前記被検体に前記造影剤を注入した後に前記被検体に設定された撮影範囲に対する本スキャンを行う際に用いる本スキャン条件を決定する決定処理と、を実行させる、放射線断層撮影装置の制御方法を提供する。
The invention of the nineteenth aspect is
A method for controlling a radiation tomography apparatus comprising: an imaging unit that scans a subject injected with a contrast medium with radiation and collects data; and a control unit that controls the imaging unit,
In the control unit,
A first setting process for setting different first to Nth observation positions (N ≧ 2) in the body axis direction of the subject along the scan traveling direction;
After preliminarily injecting the contrast agent into the subject, performing a monitoring scan at the set observation position of the subject to identify the arrival time of the contrast agent at the observation location; and Changing the monitoring scan position to the next observation position on the scan traveling direction side in response to the arrival of the contrast medium in step S3, the arrival time of the contrast medium at the first to Nth observation positions is specified First control processing for controlling the imaging unit so as to be alternately performed,
When performing a main scan on the imaging range set for the subject after injecting the contrast agent into the subject based on the arrival time of the contrast agent at the identified first to Nth observation positions The present invention provides a control method for a radiation tomography apparatus that executes a determination process for determining a main scan condition to be used in the above.
第２０の観点の発明は、
造影剤が注入された被検体を放射線でスキャンしてデータを収集する撮影部を制御するためのプログラム(program)であって、
コンピュータ(computer)に、
前記被検体の体軸方向における互いに異なる第１〜第Ｎの観測位置（Ｎ≧２）をスキャン進行方向に沿って設定する第１の設定処理と、
前記被検体に前記造影剤を予備的に注入した後に、前記被検体の前記設定された観測位置におけるモニタリングスキャンを行って該観測位置における前記造影剤の到達時間を特定することと、該観測位置における前記造影剤の到達に応答してモニタリングスキャン位置をスキャン進行方向側の隣の観測位置に変更することとを、前記第１〜第Ｎの観測位置における前記造影剤の到達時間が特定されるまで交互に行うよう、前記撮影部を制御する第１の制御処理と、
前記特定された前記第１〜第Ｎの観測位置における前記造影剤の到達時間に基づいて、前記被検体に前記造影剤を注入した後に前記被検体に設定された撮影範囲に対する本スキャンを行う際に用いる本スキャン条件を決定する決定処理と、を実行させるプログラムを提供する。
The invention of the twentieth aspect is
A program for controlling an imaging unit that collects data by scanning a subject injected with a contrast medium with radiation,
On the computer
A first setting process for setting different first to Nth observation positions (N ≧ 2) in the body axis direction of the subject along the scan traveling direction;
After preliminarily injecting the contrast agent into the subject, performing a monitoring scan at the set observation position of the subject to identify the arrival time of the contrast agent at the observation location; and Changing the monitoring scan position to the next observation position on the scan traveling direction side in response to the arrival of the contrast medium in step S3, the arrival time of the contrast medium at the first to Nth observation positions is specified First control processing for controlling the imaging unit so as to be alternately performed,
When performing a main scan on the imaging range set for the subject after injecting the contrast agent into the subject based on the arrival time of the contrast agent at the identified first to Nth observation positions And a determination process for determining the main scan condition used in the above.
上記観点の発明によれば、本スキャン前における造影剤の１回の予備的な注入により撮影範囲における造影剤の到達位置の時間変化を事前に把握し、その情報を基にスキャン位置が造影剤の到達位置に合うよう本スキャン条件を決定することができ、常に最適なコントラストでの造影撮影を行うことができる。 According to the invention of the above aspect, the temporal change in the arrival position of the contrast agent in the imaging range is grasped in advance by one preliminary injection of the contrast agent before the main scan, and the scan position is determined based on the information. The main scanning conditions can be determined so as to match the arrival position of the image, and contrast imaging with an optimum contrast can always be performed.
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、発明は、本形態に限定されるものではない。 The best mode for carrying out the invention will be described below with reference to the drawings. The invention is not limited to this embodiment.
図１にＸ線ＣＴ(X-ray Computed Tomography)装置の模式的構成を示す。本装置は発明を実施するための最良の形態の一例である。本装置の構成によって、Ｘ線ＣＴ装置に関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。本装置の動作によって、スキャン制御方法に関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。 FIG. 1 shows a schematic configuration of an X-ray computed tomography (CT) apparatus. This apparatus is an example of the best mode for carrying out the invention. An example of the best mode for carrying out the invention related to the X-ray CT apparatus is shown by the configuration of the apparatus. An example of the best mode for carrying out the invention relating to the scan control method is shown by the operation of this apparatus.
本装置は、ガントリ(gantry)１００、テーブル(table)２００およびオペレータコンソール(operator console)３００を有する。ガントリ１００は、テーブル２００によって搬入される被検体１０を、Ｘ線照射・検出装置１１０でスキャンして複数ビュー(view)の投影データを収集し、オペレータコンソール３００に入力する。 The apparatus has a gantry 100, a table 200, and an operator console 300. The gantry 100 scans the subject 10 carried by the table 200 with the X-ray irradiation / detection device 110, collects projection data of a plurality of views, and inputs it to the operator console 300.
オペレータコンソール３００は、コンピュータ３０１を有する。オペレータコンソール３００は、ガントリ１００から入力された投影データに基づいて画像再構成を行い、再構成画像をディスプレイ(display)３０２に表示する。画像再構成は、オペレータコンソール３００内の専用のコンピュータ(computer)３１１によって、所定のプログラムを実行することにより行われる。画像再構成用のコンピュータ３１１とガントリ１００およびテーブル２００は、本発明における撮影部の一例である。 The operator console 300 has a computer 301. The operator console 300 performs image reconstruction based on the projection data input from the gantry 100 and displays the reconstructed image on a display 302. Image reconstruction is performed by executing a predetermined program by a dedicated computer 311 in the operator console 300. The computer 311 for image reconstruction, the gantry 100, and the table 200 are an example of a photographing unit in the present invention.
オペレータコンソール３００は、また、ガントリ１００とテーブル２００の動作を制御したり、設定や計測等その他の処理をしたりする。この制御や処理はオペレータコンソール３００内の専用のコンピュータ３１２によって、所定のプログラムを実行することにより行われる。制御・処理用のコンピュータ３１２は、画像再構成をも制御する。制御・処理用のコンピュータ３１２は、本発明における制御部の一例である。また、制御・処理用のコンピュータ３１２は、本発明における第１の制御部、第２の制御部、第１の設定部、第２の設定部および決定部の一例でもある。 The operator console 300 also controls operations of the gantry 100 and the table 200, and performs other processing such as setting and measurement. This control and processing is performed by executing a predetermined program by a dedicated computer 312 in the operator console 300. The control / processing computer 312 also controls image reconstruction. The control / processing computer 312 is an example of a control unit in the present invention. The control / processing computer 312 is also an example of a first control unit, a second control unit, a first setting unit, a second setting unit, and a determination unit in the present invention.
オペレータコンソール３００による制御の下で、ガントリ１００は所定のスキャン条件でスキャンを行い、テーブル２００は所定の部位がスキャンされるように、被検体１０の位置決めを行う。位置決めは、内蔵する位置調節機構により、天板２０２の高さおよび天板上のクレードル(cradle)２０４の水平移動距離を調節することによって行われる。 Under the control of the operator console 300, the gantry 100 scans under a predetermined scanning condition, and the table 200 positions the subject 10 so that a predetermined part is scanned. Positioning is performed by adjusting the height of the top plate 202 and the horizontal movement distance of the cradle 204 on the top plate by a built-in position adjustment mechanism.
クレードル２０４を停止させた状態でスキャンすることにより、アキシャルスキャン(axial scan)を行うことができる。クレードル２０４を連続的に移動させながらスキャンを連続的に行うことにより、ヘリカルスキャン(helical scan)を行うことができる。クレードル２０４を間欠的に移動させながら停止位置ごとにスキャンすることによりクラスタスキャン(cluster scan)を行うことができる。 An axial scan can be performed by scanning with the cradle 204 stopped. By continuously performing the scan while continuously moving the cradle 204, a helical scan can be performed. A cluster scan can be performed by scanning each cradle 204 while intermittently moving the cradle 204.
天板２０２の高さ調節は、支柱２０６をベース(base)２０８への取付部を中心としてスイング(swing)させることによって行われる。支柱２０６のスイングによって、天板２０２は垂直方向および水平方向に変位する。クレードル２０４は天板２０２上で水平方向に移動して天板２０２の水平方向の変位を相殺する。スキャン条件によっては、ガントリ１００をチルト(tilt)させた状態でスキャンが行われる。ガントリ１００のチルトは、内蔵のチルト機構によって行われる。 The height adjustment of the top plate 202 is performed by swinging the support column 206 around the attachment portion to the base 208. The top plate 202 is displaced in the vertical direction and the horizontal direction by the swing of the column 206. The cradle 204 moves in the horizontal direction on the top plate 202 to cancel the horizontal displacement of the top plate 202. Depending on the scan conditions, the scan is performed with the gantry 100 tilted. The gantry 100 is tilted by a built-in tilt mechanism.
なお、テーブル２００は、図２に示すように、天板２０２がベース２０８に対して垂直に昇降する方式のものであってよい。天板２０２の昇降は内蔵の昇降機構によって行われる。このテーブル２００においては、昇降に伴う天板２０２の水平移動は生じない。 As shown in FIG. 2, the table 200 may be of a type in which the top plate 202 moves up and down vertically with respect to the base 208. The top plate 202 is moved up and down by a built-in lifting mechanism. In this table 200, the horizontal movement of the top plate 202 accompanying the raising and lowering does not occur.
図３に、Ｘ線照射・検出装置１１０の構成を模式的に示す。Ｘ線照射・検出装置１１０は、Ｘ線管１３０の焦点１３２から放射されたＸ線１３４をＸ線検出器１５０で検出するようになっている。 FIG. 3 schematically shows the configuration of the X-ray irradiation / detection device 110. The X-ray irradiation / detection device 110 detects an X-ray 134 emitted from the focal point 132 of the X-ray tube 130 with an X-ray detector 150.
Ｘ線１３４は、図示しないコリメータ(collimator)で成形されてコーンビームまたはファンビーム(fan beam)のＸ線となる。Ｘ線検出器１５０は、Ｘ線の広がりに対応して２次元的に広がるＸ線入射面１５２を有する。Ｘ線入射面１５２は円筒の一部を構成するように湾曲している。円筒の中心軸は焦点１３２を通る。 The X-ray 134 is shaped by a collimator (not shown) and becomes a X-ray of a cone beam or a fan beam. The X-ray detector 150 has an X-ray incident surface 152 that expands two-dimensionally corresponding to the spread of X-rays. The X-ray incident surface 152 is curved so as to constitute a part of a cylinder. The central axis of the cylinder passes through the focal point 132.
Ｘ線照射・検出装置１１０は、撮影中心すなわちアイソセンタ(isocenter)Ｏを通る中心軸の周りを回転する。中心軸は、Ｘ線検出器１５０が形成する部分円筒の中心軸に平行である。 The X-ray irradiation / detection device 110 rotates around a central axis passing through an imaging center, that is, an isocenter O. The central axis is parallel to the central axis of the partial cylinder formed by the X-ray detector 150.
回転の中心軸の方向をｚ方向とし、アイソセンタＯと焦点１３２を結ぶ方向をｙ方向とし、ｚ方向およびｙ方向に垂直な方向をｘ方向とする。これらｘ，ｙ，ｚ軸はｚ軸を中心軸とする回転座標系の３軸となる。 The direction of the center axis of rotation is the z direction, the direction connecting the isocenter O and the focal point 132 is the y direction, and the direction perpendicular to the z direction and the y direction is the x direction. These x, y, and z axes are three axes in a rotating coordinate system with the z axis as the central axis.
図４に、Ｘ線検出器１５０のＸ線入射面１５２の平面図を模式的に示す。Ｘ線入射面１５２は検出セル(cell)１５４がｘ方向とｚ方向に２次元的に配置されたものとなっている。すなわち、Ｘ線入射面１５２は検出セル１５４の２次元アレイ(array)となっている。なお、ファンビームＸ線を用いる場合は、Ｘ線入射面１５２は検出セル１５４の１次元アレイとしてよい。 FIG. 4 schematically shows a plan view of the X-ray incident surface 152 of the X-ray detector 150. The X-ray incident surface 152 has detection cells 154 arranged two-dimensionally in the x direction and the z direction. That is, the X-ray incident surface 152 is a two-dimensional array of detection cells 154. In the case of using fan beam X-rays, the X-ray incident surface 152 may be a one-dimensional array of detection cells 154.
個々の検出セル１５４はＸ線検出器１５０の検出チャンネル(channel)を構成する。これによって、Ｘ線検出器１５０は多チャンネルＸ線検出器となる。検出セル１５４は、例えばシンチレータ(scintillator)とフォトダイオード(photo diode)の組合せによって構成される。 Each detection cell 154 constitutes a detection channel of the X-ray detector 150. Thereby, the X-ray detector 150 becomes a multi-channel X-ray detector. The detection cell 154 is configured by, for example, a combination of a scintillator and a photodiode.
本装置による造影撮影について説明する。図５に、造影撮影のフロー図を示す。造影撮影は、オペレータコンソール３００による制御の下で遂行される。 Contrast imaging by this apparatus will be described. FIG. 5 shows a flowchart of contrast imaging. Contrast imaging is performed under the control of the operator console 300.
ステップＳ１では、スカウトスキャン（scout scan）を行う。スカウトスキャンとは、撮影計画に用いる参照用のスカウト像やＣＴ自動露出機構（機能）に用いる被検体１０のＸ線吸収率の分布情報等を得ることを目的とするスキャンである。スカウト像は、典型的には、被検体１０をＡＰ（前後）方向やＬＲ（左右）方向に投影した像として表現される。スカウトスキャンは、後述する本スキャンよりも低線量で実施される。スカウトスキャンは、例えば、ガントリ１００の回転角度すなわちＸ線照射・検出装置１１０の回転角度を固定して、クレードル２００を連続的に移動させながらスキャンを連続的に行うことによって実施される。なお、スカウトスキャンは、ヘリカルスキャンを低線量で行う方法でも実施することができる。 In step S1, a scout scan is performed. The scout scan is a scan for the purpose of obtaining a reference scout image used for an imaging plan, X-ray absorption rate distribution information of the subject 10 used for a CT automatic exposure mechanism (function), and the like. The scout image is typically expressed as an image obtained by projecting the subject 10 in the AP (front-rear) direction or the LR (left-right) direction. The scout scan is performed at a lower dose than the main scan described later. The scout scan is performed, for example, by continuously performing the scan while continuously moving the cradle 200 while fixing the rotation angle of the gantry 100, that is, the rotation angle of the X-ray irradiation / detection device 110. The scout scan can also be performed by a method of performing a helical scan with a low dose.
ステップＳ２では、撮影範囲を設定する。撮影範囲の設定は、オペレータにより、オペレータコンソール３００を通じて行われる。この際、スカウトスキャンで得られたスカウト像が参照される。これによって、例えば、図６に示すような撮影範囲Ｌが設定される。撮影範囲Ｌは被検体１０の体軸上の位置Ａから位置Ｂまでの範囲である。 In step S2, a shooting range is set. The imaging range is set by the operator through the operator console 300. At this time, the scout image obtained by the scout scan is referred to. Thereby, for example, a photographing range L as shown in FIG. 6 is set. The imaging range L is a range from position A to position B on the body axis of the subject 10.
ステップＳ３では、造影剤観測位置を設定する。造影剤観測位置の設定は、オペレータによりオペレータコンソール３００を通じて行われる。この際、スカウト像が参照される。造影剤観測位置の設定は、撮影範囲Ｌの設定に伴って自動的に行われてもよい。造影剤観測位置は、撮影範囲Ｌを概ねカバー(cover)する範囲において分散して設定される。自動的に設定する場合は、例えば、撮影範囲Ｌの広さに応じて造影剤観測位置の設定数を決定する。そして、決定した設定数分の造影剤観測位置を、撮影範囲Ｌ内において、撮影範囲Ｌにおける一端の位置Ａと他端の位置Ｂを含むように設定する。撮影範囲Ｌの開始位置と、これよりスキャン進行方向側の１または複数の位置とに設定するようにしてもよい。造影剤観測位置は、自動的に設定する場合でも、オペレータにより調整できるようにする。互いに隣接する造影剤観測位置同士の間隔は、造影剤の典型的な進行速度やクレードル２０４の移動速度の上限などを考慮して、一定の距離以上、例えば３０ｃｍ以上にする。造影剤観測位置は、均等な間隔を置いて設定するようにしてもよい。 In step S3, a contrast agent observation position is set. The contrast agent observation position is set through the operator console 300 by the operator. At this time, the scout image is referred to. The setting of the contrast agent observation position may be automatically performed along with the setting of the imaging range L. The contrast agent observation positions are set so as to be dispersed in a range that substantially covers the imaging range L. In the case of automatic setting, for example, the number of contrast agent observation positions to be set is determined according to the width of the imaging range L. Then, the determined number of contrast agent observation positions are set in the imaging range L so as to include the position A at one end and the position B at the other end in the imaging range L. You may make it set to the start position of the imaging | photography range L, and the 1 or several position of the scan advancing direction side from this. The contrast agent observation position can be adjusted by the operator even when it is automatically set. The interval between the contrast agent observation positions adjacent to each other is set to a certain distance or more, for example, 30 cm or more in consideration of a typical traveling speed of the contrast medium and an upper limit of the moving speed of the cradle 204. The contrast agent observation positions may be set at equal intervals.
これによって、例えば、図６に示すような造影剤観測位置ａ，ｂ，ｃ，ｄが設定される。造影剤観測位置ａは撮影範囲Ｌの一端の位置Ａに設定されており、造影剤観測位置ｄは撮影範囲Ｌの他端の位置Ｂに設定されている。造影剤観測位置ｂ，ｃは、位置Ａと位置Ｂとの間に設定されている。なお、ここでは、造影剤観測位置の設定数を４とした例を示すが、当該設定数はこれに限らず適宜の数としてよい。以下、造影剤観測位置を単に観測位置ともいう。 Thereby, for example, contrast agent observation positions a, b, c, and d as shown in FIG. 6 are set. The contrast agent observation position a is set at a position A at one end of the imaging range L, and the contrast agent observation position d is set at a position B at the other end of the imaging range L. The contrast agent observation positions b and c are set between the position A and the position B. Here, an example in which the number of contrast agent observation positions set is four is shown, but the number of settings is not limited to this and may be an appropriate number. Hereinafter, the contrast agent observation position is also simply referred to as an observation position.
ステップＳ４では、ベーススキャン（base scan）を行う。ベーススキャンは、ベースラインスキャン（base line scan）ともいう。ベーススキャンは、被検体１０に造影剤を注入しない状態で、観測位置ａ，ｂ，ｃ，ｄにおいてそれぞれ行われる。これによって、観測位置ａ，ｂ，ｃ，ｄごとの断層像１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが得られる。なお、ここでは、観測位置だけをスキャンして各観測位置での断層像を得る例を示すが、造影検査の一部として、被検体１０に造影剤を注入しない状態で撮影範囲Ｌをスキャンし比較参照用の断層像を得る場合には、これらの断層像から各観測位置での断層像を得るようにするとよい。 In step S4, a base scan is performed. The base scan is also called a base line scan. The base scan is performed at each of the observation positions a, b, c, and d without injecting the contrast agent into the subject 10. As a result, tomographic images 12a, 12b, 12c, and 12d for the observation positions a, b, c, and d are obtained. Here, an example is shown in which only the observation position is scanned to obtain a tomographic image at each observation position, but as a part of the contrast examination, the imaging range L is scanned without injecting the contrast medium into the subject 10. In the case of obtaining a comparative reference tomographic image, a tomographic image at each observation position may be obtained from these tomographic images.
ステップＳ５では、ＲＯＩ(Region Of Interest)及び閾値を設定する。ＲＯＩは関心領域を意味する。ＲＯＩ設定は、オペレータにより、各観測位置での断層像が参照され、オペレータコンソール３００を通じて行われる。これによって、断層像１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄについて、例えば、ＲＯＩ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄがそれぞれ設定される。これらのＲＯＩは、造影剤の通過が予想される体内部位に対応する領域である。ここでは、ＲＯＩの設定を各断層像に１つずつとしているが、ＲＯＩの設定数は複数としてもよい。また、設定数は断層像ごとに異ならせてもよい。閾値設定は、オペレータにより、オペレータコンソール３００を通じて行われる。あるいは、撮影範囲Ｌや観測位置ａ，ｂ，ｃ，ｄの設定に伴って、若しくはプリセット(preset)されている情報に基づいて、自動的に設定してもよい。これによって、ＲＯＩ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄについて、閾値ＴＨａ，ＴＨｂ，ＴＨｃ，ＴＨｄがそれぞれ設定される。なお、閾値は、ＲＯＩに造影剤が流入していないときのＣＴ値より大きく、造影剤が流入したときのＣＴ値より小さい値が設定される。 In step S5, an ROI (Region Of Interest) and a threshold value are set. ROI means a region of interest. The ROI setting is performed through the operator console 300 by referring to the tomographic image at each observation position by the operator. Thereby, for example, ROIs 14a, 14b, 14c, and 14d are set for the tomographic images 12a, 12b, 12c, and 12d, respectively. These ROIs are regions corresponding to internal parts where the contrast medium is expected to pass. Here, one ROI is set for each tomographic image, but a plurality of ROIs may be set. Further, the set number may be different for each tomographic image. The threshold setting is performed through the operator console 300 by the operator. Alternatively, it may be automatically set according to the setting of the photographing range L and the observation positions a, b, c, d, or based on preset information. Thus, threshold values THa, THb, THc, and THd are set for the ROIs 14a, 14b, 14c, and 14d, respectively. Note that the threshold value is set to a value larger than the CT value when no contrast medium flows into the ROI and smaller than the CT value when the contrast medium flows.
ステップＳ６では、予備的スキャンを行う。予備的スキャンは、タイミングボーラススキャン(timing boras scan)ともいう。具体的には、造影剤を被検体１０に予備的に注入して、事前に設定した各観測位置でのモニタリングスキャンを順次行う。モニタリングスキャンは、ボーラススキャンともいう。モニタリングスキャン位置は、その観測位置での造影剤の到達の検知をきっかけに次の隣の観測位置に移動させる。これにより、各観測位置での造影剤の到達時間を特定することができ、造影剤の到達位置の時間変化を見積もることができる。この予備的スキャンをステップＳ６１〜Ｓ６５のフローにて説明する。 In step S6, a preliminary scan is performed. The preliminary scan is also called a timing boras scan. Specifically, a contrast medium is preliminarily injected into the subject 10, and monitoring scans at each observation position set in advance are sequentially performed. The monitoring scan is also called a bolus scan. The monitoring scan position is moved to the next adjacent observation position triggered by the detection of the arrival of the contrast agent at the observation position. Thereby, the arrival time of the contrast agent at each observation position can be specified, and the time change of the arrival position of the contrast agent can be estimated. This preliminary scan will be described with reference to the flow of steps S61 to S65.
ステップＳ６１では、被検体１０への造影剤の予備的注入を開始する。造影剤の予備的注入は、テストインジェクション(test injection)ともいう。造影剤の予備的注入の開始時刻ｔ０は記録される。 In step S61, preliminary injection of contrast agent into the subject 10 is started. The preliminary injection of contrast agent is also referred to as test injection. The start time t0 of the preliminary injection of contrast agent is recorded.
ステップＳ６２では、モニタリングスキャンを行う。モニタリングスキャンは、後述する本スキャンよりも低線量で実施されるスキャンであり、造影剤の到達を観測することを目的とするスキャンである。モニタリングスキャンは、被検体１０への造影剤の予備的注入とともに開始される。モニタリングスキャンは、まず観測位置ａにおいて行われる。これによって、断層像１２ａが得られる。 In step S62, a monitoring scan is performed. The monitoring scan is a scan performed at a lower dose than the main scan described later, and is a scan intended to observe the arrival of the contrast agent. The monitoring scan starts with a preliminary injection of contrast medium into the subject 10. The monitoring scan is first performed at the observation position a. Thereby, a tomographic image 12a is obtained.
ステップＳ６３では、ＣＴ値が閾値を超えたか否かを判定する。判定はオペレータコンソール３００によって行われる。ＣＴ値は、モニタリングスキャンが行われている観測位置の断層像に対して設定されたＲＯＩの代表的なＣＴ値である。代表的なＣＴ値は例えばＲＯＩの全画素におけるＣＴ値の平均値または加重平均値である。加重平均値を用いる場合には、例えばＲＯＩの中心近傍の重みが周辺より高くなるように重み付けをする。閾値は当該ＲＯＩに対して設定された閾値である。 In step S63, it is determined whether or not the CT value exceeds a threshold value. The determination is performed by the operator console 300. The CT value is a representative CT value of ROI set for the tomographic image at the observation position where the monitoring scan is performed. A typical CT value is, for example, an average value or a weighted average value of CT values in all pixels of the ROI. When using a weighted average value, for example, weighting is performed so that the weight in the vicinity of the center of the ROI is higher than that in the vicinity. The threshold value is a threshold value set for the ROI.
ここでは、ＣＴ値は断層像１２ａにおけるＲＯＩ１４ａのＣＴ値である。閾値は、ＲＯＩ１４ａに対して設定された閾値ＴＨａである。 Here, the CT value is the CT value of the ROI 14a in the tomographic image 12a. The threshold value is a threshold value THa set for the ROI 14a.
ＣＴ値が閾値を超えないときは、造影剤が未到達であることを示している。この場合は、ステップＳ６２に戻ってモニタリングスキャンを継続する。これによって断層像１２ａが更新され、その断層像について、ステップＳ６３でのＣＴ値の判定が行われる。ＣＴ値が閾値を超えない間は、ステップＳ６２，Ｓ６３の動作が繰り返される。 When the CT value does not exceed the threshold value, it indicates that the contrast medium has not been reached. In this case, the process returns to step S62 and the monitoring scan is continued. Thereby, the tomographic image 12a is updated, and the CT value is determined in step S63 for the tomographic image. While the CT value does not exceed the threshold value, the operations in steps S62 and S63 are repeated.
造影剤が観測位置ａに到達し、ＲＯＩ１４ａのＣＴ値が閾値を超えると、そのことがステップＳ６３で判定される。すなわち、観測位置ａへの造影剤の到達が検知される。造影剤の到達を検知したことにより、観測位置ａでの造影剤の到達時刻ｔａが記録される。そして、ステップＳ６４に移行する。なお、モニタリングスキャン中にＲＯＩのＣＴ値が一旦上昇してピーク(peak)を迎え下降する場合には、ＣＴ値が閾値を超えない場合であっても、造影剤が到達したと判断して造影剤の到達時刻を記録し、ステップＳ６４に移行するようにしてもよい。この場合、造影剤の到達時刻は、ＣＴ値が実質的にピークに達した時刻とする。 When the contrast agent reaches the observation position a and the CT value of the ROI 14a exceeds the threshold value, this is determined in step S63. That is, the arrival of the contrast medium at the observation position a is detected. By detecting the arrival of the contrast agent, the arrival time ta of the contrast agent at the observation position a is recorded. Then, the process proceeds to step S64. If the CT value of the ROI once rises and falls and peaks during the monitoring scan, it is determined that the contrast agent has arrived even if the CT value does not exceed the threshold value, and the contrast is increased. The arrival time of the agent may be recorded, and the process may proceed to step S64. In this case, the arrival time of the contrast agent is the time when the CT value substantially reaches the peak.
ステップＳ６４では、次の観測位置があるか否かを判定する。ここでは、次の観測位置ｂが設定されているので、ステップＳ６５に移行する。 In step S64, it is determined whether there is a next observation position. Here, since the next observation position b is set, the process proceeds to step S65.
ステップＳ６５では、モニタリングスキャン位置を次の隣の観測位置に変更する。ここでは、モニタリングスキャン位置を観測位置ｂに変更する。そして、ステップＳ６２のモニタリングスキャンに戻る。 In step S65, the monitoring scan position is changed to the next adjacent observation position. Here, the monitoring scan position is changed to the observation position b. Then, the process returns to the monitoring scan in step S62.
以下、観測位置ｂ，ｃ，ｄについて、観測位置ａに対するものと同様な動作が逐次行われる。そして、ステップＳ６４で、次の観測位置がなくなったときは、予備的スキャン完了となる。これにより、例えば図７に示すような造影剤の予備的注入の開始時刻ｔ０、観測位置ａ，ｂ，ｃ，ｄでの造影剤の到達時刻ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄが特定される。予備的スキャン完了後は、ステップＳ７に移行する。 Thereafter, operations similar to those for the observation position a are sequentially performed for the observation positions b, c, and d. In step S64, when there is no next observation position, the preliminary scan is completed. Thereby, for example, the contrast agent preliminary injection start time t0 and the contrast agent arrival times ta, tb, tc, and td at the observation positions a, b, c, and d as shown in FIG. 7 are specified. After the preliminary scan is completed, the process proceeds to step S7.
ステップＳ７では、造影剤の到達時間を算出する。造影剤の到達時間は造影剤の到達時刻から予備的注入の開始時刻を減算して求められる。これによって、各観測位置ａ，ｂ，ｃ，ｄでの造影剤の到達時間Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄが算出される。なお、ここでは、各観測位置での造影剤の到達時刻を記録する例を示すが、造影剤の予備的注入を開始してからの経過時間を計測するタイマ(timer)を起動させ、各観測位置での造影剤の到達の検出とともに、造影剤の到達時間を特定するようにしてもよい。 In step S7, the arrival time of the contrast agent is calculated. The arrival time of the contrast agent is obtained by subtracting the start time of the preliminary injection from the arrival time of the contrast agent. Thus, the contrast agent arrival times Ta, Tb, Tc, and Td at the respective observation positions a, b, c, and d are calculated. Although an example of recording the arrival time of the contrast medium at each observation position is shown here, a timer (timer) that measures the elapsed time since the start of preliminary injection of contrast medium is started, Along with the detection of the arrival of the contrast medium at the position, the arrival time of the contrast medium may be specified.
ステップＳ８では、本スキャン条件を決定する。本スキャン条件とは、本スキャンを行うときに用いるスキャン条件である。本スキャンとは、実際に診断等に供される断層像を得るためのスキャンである。 In step S8, the main scan condition is determined. The main scan condition is a scan condition used when performing the main scan. The main scan is a scan for obtaining a tomographic image actually used for diagnosis or the like.
本スキャン条件は、スキャン位置の制御に係る部分とその他の部分とに分けて考えることができる。ここでは、スキャン位置の制御に係る部分については、少なくともステップＳ７で得られた各観測位置での造影剤の到達時間に基づいて決定する。その他の部分については、オペレータにより、オペレータコンソール３００を通じて決定される。 The main scan condition can be considered separately for a part related to control of the scan position and another part. Here, the portion related to the control of the scan position is determined based on at least the arrival time of the contrast agent at each observation position obtained in step S7. Other parts are determined by the operator through the operator console 300.
本スキャン条件のうちスキャン位置の制御に係る部分を決定する上での基本的な考え方は、被検体における造影剤の到達位置とスキャン位置とが極力一致するよう決定することである。 The basic concept for determining the portion related to the control of the scan position in the main scan condition is to determine that the arrival position of the contrast agent in the subject and the scan position are as close as possible.
ここでは、本スキャンをヘリカルスキャンにより行い、本スキャン条件のうちスキャン位置の制御に係る部分として、ヘリカルピッチを決定する場合を例に説明する。 Here, a case where the main scan is performed by a helical scan and the helical pitch is determined as a part related to the control of the scan position in the main scan conditions will be described as an example.
造影剤の到達位置の時間変化を表す曲線は、例えば図８に示すように、ステップＳ７で得られた各観測位置での造影剤の到達時間に基づいて求めることができる。この例では、互いに隣接する観測位置同士の間について、造影剤の到達位置は一定速度で移動するものと仮定している。つまり、観測位置ａ，ｂ間の領域Ｒａｂにおける造影剤の進行速度Ｖａｂは、観測位置ａから観測位置ｂまでの距離Ｄａｂと、観測位置ｂでの造影剤の到達時間Ｔｂから観測位置ａでの造影剤の到達時間Ｔａを減算して成る時間ΔＴａｂとを用いて、進行速度Ｖａｂ＝距離Ｄａｂ／時間ΔＴａｂであると考えることができる。同様に、領域Ｒｂｃにおける造影剤の進行速度Ｖｂｃ＝距離Ｄｂｃ／時間ΔＴｂｃであり、領域Ｒｃｄにおける造影剤の進行速度Ｖｃｄ＝距離Ｄｃｄ／時間ΔＴｃｄであると考えることができる。 For example, as shown in FIG. 8, a curve representing the temporal change in the arrival position of the contrast medium can be obtained based on the arrival time of the contrast medium at each observation position obtained in step S7. In this example, it is assumed that the arrival position of the contrast agent moves at a constant speed between the observation positions adjacent to each other. That is, the contrast agent traveling speed Vab in the region Rab between the observation positions a and b is determined from the distance Dab from the observation position a to the observation position b and the arrival time Tb of the contrast agent at the observation position b at the observation position a. Using the time ΔTab obtained by subtracting the arrival time Ta of the contrast agent, it can be considered that the traveling speed Vab = distance Dab / time ΔTab. Similarly, the contrast agent traveling speed Vbc in the region Rbc = distance Dbc / time ΔTbc, and the contrast agent traveling speed Vcd in the region Rcd = distance Dcd / time ΔTcd.
このような場合、まず、スキャン位置の初期位置は観測位置ａに決定される。次に、造影剤の注入開始からの待機時間は到達時間Ｔａに決定される。待機時間が経過した後にスキャン及びクレードル２０４の移動が開始されるよう、スキャン開始とクレードル移動開始のタイミング(timing)が決定される。そして、領域Ｒａｂ，Ｒｂｃ，Ｒｃｄでのクレードルの移動速度は、それぞれ進行速度Ｖａｂ，Ｖｂｃ，Ｖｃｄに決定される。これによって、造影剤の到達位置とスキャン位置とが一致する。ここで、ガントリ１００の回転速度すなわちＸ線照射・検出装置１１０の回転速度はω、ｚ軸方向の検出器幅はｄでそれぞれ一定であると仮定する。すると、図９に示すように、領域ＲａｂにおけるヘリカルピッチＨＰａｂは、回転速度ω、検出器幅ｄ、クレードル２０４の移動速度Ｖａｂに基づいて決定される。領域Ｒｂｃ，ＲｃｄにおけるヘリカルピッチＨＰｂｃ，ＨＰｃｄも、領域Ｒａｂの場合と同様の方法により決定される。 In such a case, first, the initial position of the scan position is determined as the observation position a. Next, the waiting time from the start of contrast agent injection is determined as the arrival time Ta. The timing for starting the scan and starting the cradle movement is determined so that the scan and the movement of the cradle 204 are started after the waiting time has elapsed. Then, the moving speeds of the cradle in the regions Rab, Rbc, Rcd are determined as the traveling speeds Vab, Vbc, Vcd, respectively. Thereby, the arrival position of the contrast agent coincides with the scan position. Here, it is assumed that the rotational speed of the gantry 100, that is, the rotational speed of the X-ray irradiation / detection device 110 is ω, and the detector width in the z-axis direction is constant at d. Then, as shown in FIG. 9, the helical pitch HPab in the region Rab is determined based on the rotational speed ω, the detector width d, and the moving speed Vab of the cradle 204. The helical pitches HPbc and HPcd in the regions Rbc and Rcd are also determined by the same method as in the region Rab.
なお、被検体１０へのＸ線の出力は、通常、一定にするか、ＣＴ自動露出機構(CT-AEC)で求められた変調曲線にしたがってｚ軸方向や断面（ｘｙ平面）方向で変調させる。ＣＴ自動露出機構とは、スカウトスキャンにより得られたデータに含まれる被検体１０の体軸方向や断面方向におけるＸ線吸収率の情報を基に、再構成画像が所望のノイズ指標値ＮＩに対応したノイズレベル(noise level)の画質となるよう、本スキャンの際に被検体１０に照射するＸ線の強度に係る条件を決定することができる機能である。ＣＴ自動露出機構は、制御・処理用のコンピュータ３１２が所定のプログラムを実行することにより実現される。このＣＴ自動露出機構により、被検体１０の被曝線量をその位置に依らず期待するレベルに保つことができ、再構成画像におけるノイズをコントロール(control)して所望の画質を得ることができる。しかし、上述したようにヘリカルピッチをｚ軸方向で変化させる場合、被検体１０の被曝線量を期待するレベルに保つためには、ヘリカルピッチごとに、被検体１０へのＸ線の出力あるいは変調曲線を決定する必要がある。 Note that the X-ray output to the subject 10 is usually fixed or modulated in the z-axis direction or the cross-section (xy plane) direction according to the modulation curve obtained by the CT automatic exposure mechanism (CT-AEC). . CT automatic exposure mechanism means that the reconstructed image corresponds to the desired noise index value NI based on the information of the X-ray absorption rate in the body axis direction and cross-sectional direction of the subject 10 included in the data obtained by the scout scan This is a function that can determine the condition relating to the intensity of the X-rays irradiated to the subject 10 during the main scan so that the image quality of the noise level is obtained. The CT automatic exposure mechanism is realized by the control / processing computer 312 executing a predetermined program. With this CT automatic exposure mechanism, the exposure dose of the subject 10 can be maintained at an expected level regardless of the position, and noise in the reconstructed image can be controlled to obtain a desired image quality. However, when the helical pitch is changed in the z-axis direction as described above, in order to keep the exposure dose of the subject 10 at an expected level, the X-ray output to the subject 10 or the modulation curve is provided for each helical pitch. Need to be determined.
例えば、被検体１０へのＸ線の出力を、ＣＴ自動露出機構で求められた変調曲線にしたがってｚ軸方向や断面方向で変調させる場合、次のような処理を行う。 For example, when the X-ray output to the subject 10 is modulated in the z-axis direction or the cross-sectional direction according to the modulation curve obtained by the CT automatic exposure mechanism, the following processing is performed.
ノイズ指標値ＮＩは、オペレータにより、オペレータコンソール３００を通じて設定される。ＣＴ自動露出機構は、スカウトスキャンにより得られたデータの撮影領域Ｒａｂに対応する被検体１０のＸ線吸収率に基づいて、ノイズ指標値ＮＩに相当する画質の再構成画像を得るために必要なＸ線被曝線量Ｋ（θ，ｚ）を求める。ここで、θは被検体１０の断面（ｘｙ平面）方向における回転角度であり、ｚはｚ軸方向における座標位置である。そして、さらに、このＸ線被曝線量Ｋ（θ，ｚ）とヘリカルピッチＨＰａｂとに基づいて、領域ＲａｂにおけるＸ線照射出力曲線Ｗａｂ（θ，ｚ）を求める。領域Ｒｂｃ，Ｒｃｄについても、領域Ｒａｂの場合と同様に、Ｘ線照射出力曲線Ｗｂｃ（θ，ｚ），Ｗｃｄ（θ，ｚ）を求めることができる。 The noise index value NI is set through the operator console 300 by the operator. The CT automatic exposure mechanism is necessary for obtaining a reconstructed image having an image quality corresponding to the noise index value NI based on the X-ray absorption rate of the subject 10 corresponding to the imaging region Rab of the data obtained by the scout scan. X-ray exposure dose K (θ, z) is obtained. Here, θ is a rotation angle in the cross section (xy plane) direction of the subject 10, and z is a coordinate position in the z-axis direction. Further, an X-ray irradiation output curve Wab (θ, z) in the region Rab is obtained based on the X-ray exposure dose K (θ, z) and the helical pitch HPab. As with the region Rab, the X-ray irradiation output curves Wbc (θ, z) and Wcd (θ, z) can be obtained for the regions Rbc and Rcd as well.
なお、ヘリカルピッチ及びＸ線照射出力曲線は、互いに隣接する領域同士の境界で滑らかに変化するように調整してもよい。 Note that the helical pitch and the X-ray irradiation output curve may be adjusted so as to smoothly change at the boundary between adjacent regions.
また、ここでは、本スキャンをヘリカルスキャンにより行う例で説明したが、ヘリカルスキャンに代えて上述のクラスタスキャンを行うようにしてもよい。クラスタスキャンの場合は、スキャン位置の変化はステップ的となるが、この場合はスキャン位置の平均的な移動速度が造影剤の進行速度に合うように、ステップ的移動の速度ピッチが決定される。 Further, here, the example in which the main scan is performed by the helical scan has been described, but the above-described cluster scan may be performed instead of the helical scan. In the cluster scan, the scan position changes stepwise. In this case, the speed pitch of the step movement is determined so that the average movement speed of the scan position matches the traveling speed of the contrast agent.
ステップＳ９では、本スキャンを実施する。本スキャンは、ステップＳ８で決定された本スキャン条件にしたがって行われる。 In step S9, a main scan is performed. The main scan is performed according to the main scan condition determined in step S8.
以上、このような実施形態によれば、本スキャン前における造影剤の１回の予備的な注入により撮影範囲における造影剤の到達位置の時間変化を事前に把握し、その情報を基にスキャン位置が造影剤の到達位置に合うよう本スキャン条件を決定することができ、常に最適なコントラストでの造影撮影を行うことができる。また、造影剤の予備的な注入が１回だけで済むため、被検体１０への負担が少ない。さらに、ワークフロー(workflow)も単純で済むため、撮影ミス(mistake)のリスク(risk)低減、操作者への負担軽減が可能になる。 As described above, according to such an embodiment, the temporal change in the arrival position of the contrast agent in the imaging range is grasped in advance by one preliminary injection of the contrast agent before the main scan, and the scan position is based on the information. Therefore, the main scanning condition can be determined so as to match the arrival position of the contrast agent, and contrast imaging can always be performed with the optimum contrast. Further, since the preliminary injection of the contrast agent is only required once, the burden on the subject 10 is small. Furthermore, since the workflow is simple, it is possible to reduce the risk of mistakes and reduce the burden on the operator.
なお、観測位置は、その設定数を２とし、撮影範囲Ｌの一端である位置Ａと他端である位置Ｂとに設定するようにしてもよい。もちろん、その設定数を３以上のいずれの自然数にしてもよい。 Note that the number of observation positions may be set to 2 and set to a position A that is one end of the imaging range L and a position B that is the other end. Of course, the set number may be any natural number of 3 or more.
また、造影剤の到達位置の時間変化を表す曲線は、各観測位置での造影剤の到達時間から最小二乗法などのフィッティング処理(fitting processing)により、滑らかな曲線として求めてもよい。 The curve representing the temporal change in the arrival position of the contrast agent may be obtained as a smooth curve from the arrival time of the contrast agent at each observation position by fitting processing such as the least square method.
なお、本実施形態に係る造影撮影方法は、比較的広い範囲、例えば６０ｃｍ以上の範囲を造影撮影する場合に大きな効果を発揮する。したがって、本方法は、撮影範囲の典型的な広さが１００〜１２０ｃｍに及ぶ下肢動脈造影検査に対して特に有効な方法である。 Note that the contrast imaging method according to the present embodiment is highly effective when contrast imaging is performed over a relatively wide range, for example, a range of 60 cm or more. Therefore, this method is a particularly effective method for lower limb arteriography examination in which the typical area of the imaging range is 100 to 120 cm.
また、発明は本実施形態による装置に限定されず、コンピュータを発明における制御部として機能させるためのプログラム及びこれを記憶した媒体もまた、発明の一実施形態である。 The invention is not limited to the apparatus according to the present embodiment, and a program for causing a computer to function as a control unit in the invention and a medium storing the program are also embodiments of the invention.
１０ 被検体
１００ ガントリ
１１０ Ｘ線照射・検出装置
１３０ Ｘ線管
１３２ 焦点
１３４ Ｘ線
１５０ Ｘ線検出器
１５２ Ｘ線入射面
１５４ 検出セル
２００ テーブル
２０２ 天板
２０４ クレードル
２０６ 支柱
２０８ ベース
３００ オペレータコンソール
３０１ コンピュータ
３０２ ディスプレイ
３１１ 画像再構成用のコンピュータ
３１２ 制御・処理用のコンピュータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Subject 100 Gantry 110 X-ray irradiation / detection apparatus 130 X-ray tube 132 Focus 134 X-ray 150 X-ray detector 152 X-ray entrance plane 154 Detection cell 200 Table 202 Top plate 204 Cradle 206 Prop 208 Base 300 Operator console 301 Computer 302 Display 311 Image Reconstruction Computer 312 Control and Processing Computer
Claims (20)
前記制御部は、
前記被検体の体軸方向における互いに異なる第１〜第Ｎの観測位置（Ｎ≧２）をスキャン進行方向に沿って設定する第１の設定部と、
前記被検体に前記造影剤を予備的に注入した後に、前記被検体の前記設定された観測位置におけるモニタリングスキャンを行って該観測位置における前記造影剤の到達時間を特定することと、該観測位置における前記造影剤の到達に応答してモニタリングスキャン位置をスキャン進行方向側の隣の観測位置に変更することとを、前記第１〜第Ｎの観測位置における前記造影剤の到達時間が特定されるまで交互に行うよう、前記撮影部を制御する第１の制御部と、
前記特定された前記第１〜第Ｎの観測位置における前記造影剤の到達時間に基づいて、前記被検体に前記造影剤を注入した後に前記被検体に設定された撮影範囲に対する本スキャンを行う際に用いる本スキャン条件を決定する決定部と、を有する放射線断層撮影装置。 An imaging unit that scans a subject into which a contrast medium is injected with radiation and collects data; and a control unit that controls the imaging unit;
The controller is
A first setting unit for setting different first to Nth observation positions (N ≧ 2) in the body axis direction of the subject along the scan traveling direction;
After preliminarily injecting the contrast agent into the subject, performing a monitoring scan at the set observation position of the subject to identify the arrival time of the contrast agent at the observation location; and Changing the monitoring scan position to the next observation position on the scan traveling direction side in response to the arrival of the contrast medium in step S3, the arrival time of the contrast medium at the first to Nth observation positions is specified A first control unit that controls the photographing unit so as to be alternately performed,
When performing a main scan on the imaging range set for the subject after injecting the contrast agent into the subject based on the arrival time of the contrast agent at the identified first to Nth observation positions A radiation tomography apparatus, comprising:
前記造影剤を予備的に注入する前に、前記被検体のスキャンを行って前記第１〜第Ｎの観測位置における断層像を得るよう、前記撮影部を制御する第２の制御部と、
操作者の操作に応じて、前記得られた第ｉの観測位置における断層像ごとに該断層像上に前記第ｉの関心領域を設定する第２の設定部と、をさらに有する、請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。 The controller is
A second control unit that controls the imaging unit so as to obtain a tomographic image at the first to N-th observation positions by performing scanning of the subject before preliminary injection of the contrast agent;
The apparatus further comprises: a second setting unit that sets the i-th region of interest on the tomographic image for each tomographic image at the obtained i-th observation position in accordance with an operation by an operator. The radiation tomography apparatus according to any one of claims 1 to 4.
前記決定部は、前記本スキャン条件の１つとして、ヘリカルスピッチを決定する、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。 The main scan is a helical scan,
The radiation tomography apparatus according to claim 1, wherein the determination unit determines a helical pitch as one of the main scan conditions.
前記決定部は、前記スカウトスキャンにより得られたデータと、前記特定された第１〜第Ｎの観測位置における前記造影剤の到達時間とに基づいて、前記本スキャン条件の一部として、前記ヘリカルピッチと放射線の照射出力の時間変化曲線とを決定する、請求項１３に記載の放射線断層撮影装置。 The control unit further includes a third control unit that controls the imaging unit to perform a scout scan of the subject.
The determination unit determines the helical as a part of the main scan condition based on the data obtained by the scout scan and the arrival time of the contrast agent at the identified first to N-th observation positions. The radiation tomography apparatus according to claim 13, wherein a pitch and a time change curve of radiation irradiation output are determined.
前記決定部は、前記撮影範囲内で変化する複数のヘリカルピッチを決定する、請求項１３または請求項１４に記載の放射線断層撮影装置。 The first to Nth observation positions are three or more observation positions;
The radiation tomography apparatus according to claim 13, wherein the determination unit determines a plurality of helical pitches that change within the imaging range.
前記制御部に、
前記被検体の体軸方向における互いに異なる第１〜第Ｎの観測位置（Ｎ≧２）をスキャン進行方向に沿って設定する第１の設定処理と、
前記被検体に前記造影剤を予備的に注入した後に、前記被検体の前記設定された観測位置におけるモニタリングスキャンを行って該観測位置における前記造影剤の到達時間を特定することと、該観測位置における前記造影剤の到達に応答してモニタリングスキャン位置をスキャン進行方向側の隣の観測位置に変更することとを、前記第１〜第Ｎの観測位置における前記造影剤の到達時間が特定されるまで交互に行うよう、前記撮影部を制御する第１の制御処理と、
前記特定された前記第１〜第Ｎの観測位置における前記造影剤の到達時間に基づいて、前記被検体に前記造影剤を注入した後に前記被検体に設定された撮影範囲に対する本スキャンを行う際に用いる本スキャン条件を決定する決定処理と、を実行させる、放射線断層撮影装置の制御方法。 A method for controlling a radiation tomography apparatus comprising: an imaging unit that scans a subject injected with a contrast medium with radiation and collects data; and a control unit that controls the imaging unit,
In the control unit,
A first setting process for setting different first to Nth observation positions (N ≧ 2) in the body axis direction of the subject along the scan traveling direction;
After preliminarily injecting the contrast agent into the subject, performing a monitoring scan at the set observation position of the subject to identify the arrival time of the contrast agent at the observation location; and Changing the monitoring scan position to the next observation position on the scan traveling direction side in response to the arrival of the contrast medium in step S3, the arrival time of the contrast medium at the first to Nth observation positions is specified First control processing for controlling the imaging unit so as to be alternately performed,
When performing a main scan on the imaging range set for the subject after injecting the contrast agent into the subject based on the arrival time of the contrast agent at the identified first to Nth observation positions A control method for a radiation tomography apparatus, comprising: executing a determination process for determining a main scan condition used for the tomography.
コンピュータに、
前記被検体の体軸方向における互いに異なる第１〜第Ｎの観測位置（Ｎ≧２）をスキャン進行方向に沿って設定する第１の設定処理と、
前記被検体に前記造影剤を予備的に注入した後に、前記被検体の前記設定された観測位置におけるモニタリングスキャンを行って該観測位置における前記造影剤の到達時間を特定することと、該観測位置における前記造影剤の到達に応答してモニタリングスキャン位置をスキャン進行方向側の隣の観測位置に変更することとを、前記第１〜第Ｎの観測位置における前記造影剤の到達時間が特定されるまで交互に行うよう、前記撮影部を制御する第１の制御処理と、
前記特定された前記第１〜第Ｎの観測位置における前記造影剤の到達時間に基づいて、前記被検体に前記造影剤を注入した後に前記被検体に設定された撮影範囲に対する本スキャンを行う際に用いる本スキャン条件を決定する決定処理と、を実行させるプログラム。 A program for controlling an imaging unit that collects data by scanning a subject injected with a contrast medium with radiation,
On the computer,
A first setting process for setting different first to Nth observation positions (N ≧ 2) in the body axis direction of the subject along the scan traveling direction;
After preliminarily injecting the contrast agent into the subject, performing a monitoring scan at the set observation position of the subject to identify the arrival time of the contrast agent at the observation location; and Changing the monitoring scan position to the next observation position on the scan traveling direction side in response to the arrival of the contrast medium in step S3, the arrival time of the contrast medium at the first to Nth observation positions is specified First control processing for controlling the imaging unit so as to be alternately performed,
When performing a main scan on the imaging range set for the subject after injecting the contrast agent into the subject based on the arrival time of the contrast agent at the identified first to Nth observation positions A program for executing a determination process for determining a main scan condition for use in the process.
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