JP2024035539A - X-ray CT device, control method for X-ray CT device, and program - Google Patents
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Abstract
【課題】撮影された造影物質を容易に見分けられるようにする。【解決手段】実施形態のX線CT装置は、第1取得部と、特定部と、スキャン制御部と、第2取得部と、を持つ。第1取得部は、被検体の関心対象を含む広域の医用画像に関する医用画像データを取得する。特定部は、前記関心対象に応じた関心対象領域を含み、前記広域よりも狭域であり、X線を照射する対象となる照射領域を特定する。スキャン制御部は、前記照射領域に対する前記X線の照射及び前記照射領域の撮影を繰り返し行わせる。第2取得部は、前記関心対象に流入する造影物質の流入状態に関する情報を取得する。【選択図】図4An object of the present invention is to easily distinguish photographed contrast substances. An X-ray CT apparatus according to an embodiment includes a first acquisition section, a identification section, a scan control section, and a second acquisition section. The first acquisition unit acquires medical image data regarding a wide area medical image including an object of interest of the subject. The specifying unit specifies an irradiation area that includes a region of interest corresponding to the target of interest, is narrower than the wide area, and is a target for irradiating X-rays. The scan control unit causes the irradiation region to be irradiated with the X-rays and the irradiation region to be photographed repeatedly. The second acquisition unit acquires information regarding the flow state of the contrast material flowing into the object of interest. [Selection diagram] Figure 4
Description
本明細書及び図面に開示の実施形態は、X線CT装置、X線CT装置の制御方法、及びプログラムに関する。 Embodiments disclosed in this specification and the drawings relate to an X-ray CT apparatus, a method of controlling the X-ray CT apparatus, and a program.
X線CT(Computed Tomography)装置において、被検体(例えば、人体)の臓器などを撮影(スキャン)する際に、臓器の種類に応じた造影剤(造影物質)が被検体に注入されることがある。従来のX線CT装置では、2種類以上の造影物質が被検体に注入された場合、各々の造影物質が臓器の撮影に適する程度にまで注入されたかを判定することが難しいことがある。 When an X-ray CT (Computed Tomography) device photographs (scans) the organs of a subject (for example, a human body), a contrast agent (contrast substance) depending on the type of organ is injected into the subject. be. In conventional X-ray CT apparatuses, when two or more types of contrast substances are injected into a subject, it may be difficult to determine whether each contrast substance has been injected to an extent suitable for imaging an organ.
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題は、造影物質の注入状態をわかりやすくすることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。 The problem to be solved by the embodiments disclosed in this specification and the drawings is to make it easier to understand the injection state of a contrast substance. However, the problems to be solved by the embodiments disclosed in this specification and the drawings are not limited to the above problems. Problems corresponding to the effects of each configuration shown in the embodiments described later can also be positioned as other problems.
実施形態のX線CT装置は、第1取得部と、特定部と、スキャン制御部と、第2取得部と、を持つ。第1取得部は、被検体の関心対象を含む広域の医用画像に関する医用画像データを取得する。特定部は、前記関心対象に応じた関心対象領域を含み、前記広域よりも狭域であり、X線を照射する対象となる照射領域を特定する。スキャン制御部は、前記照射領域に対する前記X線の照射及び前記照射領域の撮影を繰り返し行わせる。第2取得部は、前記関心対象に流入する造影物質の流入状態に関する情報を取得する。 The X-ray CT apparatus of the embodiment includes a first acquisition section, a identification section, a scan control section, and a second acquisition section. The first acquisition unit acquires medical image data regarding a wide area medical image including an object of interest of the subject. The specifying unit specifies an irradiation area that includes a region of interest corresponding to the target of interest, is narrower than the wide area, and is a target for irradiating X-rays. The scan control unit causes the irradiation region to be irradiated with the X-rays and the irradiation region to be photographed repeatedly. The second acquisition unit acquires information regarding the flow state of the contrast material flowing into the object of interest.
以下、図面を参照しながら、実施形態のX線CT装置、X線CT装置の制御方法、及びプログラムについて説明する。実施形態のX線CT装置は、フォトンカウンティングCT装置である。フォトンカウンティングCT装置は、直接型検出器を用いて、X線が透過した物質を弁別する。実施形態のX線CT装置は、造影物質を注入した検査の対象となり、関心対象となる内臓や血管などの臓器(以下、対象臓器)のCT画像(以下、検査画像)を撮影するため、通常のCTスキャンによる単純撮影によってアキシャル(axial)画像を撮影した後、アキシャル画像における対象臓器を示す領域に関心対象領域(ROI:Region Of Interest)を設定する。さらに、X線CT装置は、アキシャル画像の一部におけるROIを含む領域を更新対象領域として特定し、X線の照射領域を更新対象領域に限定してインテリアCTによりCT画像を順次撮影し、対象臓器に注入された造影物質の濃度を測定する。そして、対象臓器における造影物質の濃度が閾値以上となったときに、対象臓器の検査に用いる検査画像を撮影するためのスキャンを開始する。 Hereinafter, an X-ray CT apparatus, a control method for the X-ray CT apparatus, and a program according to an embodiment will be described with reference to the drawings. The X-ray CT apparatus of the embodiment is a photon counting CT apparatus. A photon counting CT device uses a direct detector to discriminate substances through which X-rays have passed. The X-ray CT apparatus according to the embodiment takes CT images (hereinafter referred to as examination images) of organs of interest such as internal organs and blood vessels (hereinafter referred to as target organs), which are the targets of examinations in which contrast substances are injected. After an axial image is captured by simple CT scanning, a region of interest (ROI) is set in the region of the axial image that indicates the target organ. Furthermore, the X-ray CT device specifies a region including the ROI in a part of the axial image as the region to be updated, limits the X-ray irradiation region to the region to be updated, sequentially captures CT images using interior CT, and Measure the concentration of contrast material injected into the organ. Then, when the concentration of the contrast material in the target organ becomes equal to or higher than the threshold value, a scan is started to capture an examination image to be used for examining the target organ.
図1は、実施形態に係るX線CT装置1の一例を示す図である。X線CT装置1は、例えば、架台装置10と、寝台装置30と、コンソール装置40とを有する。図1では、説明の都合上、架台装置10をZ軸方向から見た図とX軸方向から見た図の双方を掲載しているが、実際には、架台装置10は一つである。実施形態では、非チルト状態での回転フレーム17の回転軸または寝台装置30の天板33の長手方向をZ軸方向、Z軸方向に直交し、床面に対して水平である軸をX軸方向、Z軸方向に直交し、床面に対して垂直である方向をY軸方向とそれぞれ定義する。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an
架台装置10は、例えば、X線管11と、ウェッジ12と、コリメータ13と、X線高電圧装置14と、X線検出器15と、データ収集システム(以下、DAS:Data Acquisition System)16と、回転フレーム17と、制御装置18と、架台駆動装置19とを有する。回転フレーム17は、X線管11とX線検出器15とを回転可能に保持する。
The
X線管11は、X線高電圧装置14からの高電圧の印加により、陰極(フィラメント)から陽極(ターゲット)に向けて熱電子を照射することでX線を発生させる。X線管11は、真空管を含む。例えば、X線管11は、回転する陽極に熱電子を照射することでX線を発生させる回転陽極型のX線管である。
The
ウェッジ12は、X線管11から被検体Pに照射されるX線量を調節するためのフィルタである。ウェッジ12は、X線管11から被検体Pに照射されるX線量の分布が予め定められた分布になるように、自身を透過するX線を減衰させる。ウェッジ12は、ウェッジフィルタ(wedge filter)、ボウタイフィルタ(bow-tie filter)とも呼ばれる。ウェッジ12は、例えば、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したものである。
The
コリメータ13は、ウェッジ12を透過したX線の照射範囲を絞り込むための機構である。コリメータ13は、例えば、複数の鉛板の組み合わせによってスリットを形成することで、X線の照射範囲を絞り込む。コリメータ13は、X線絞りと呼ばれる場合もある。コリメータ13の絞り込み範囲は、機械的に駆動可能であってよい。
The
X線高電圧装置14は、例えば、高電圧発生装置14Aと、X線制御装置14Bとを有する。高電圧発生装置14Aは、変圧器(トランス)及び整流器等を含む電気回路を有し、X線管11に印加する高電圧を発生させる。高電圧発生装置14Aは、上述した変圧器によって昇圧を行うものであってもよいし、インバータによって昇圧を行うものであってもよい。
The X-ray
X線制御装置14Bは、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサを有する処理回路を有する。X線制御装置14Bは、コンソール装置40または架台装置10に取り付けられた入力インターフェースからの入力信号を受け付けて、コリメータ13及び高電圧発生装置14Aの動作を制御する。X線制御装置14Bは、コリメータ13を制御することにより、X線の照射範囲を調整する。X線制御装置14Bは、例えば、X線管11に発生させるべきX線量に応じて高電圧発生装置14Aの出力電圧を制御する。X線高電圧装置14は、回転フレーム17に設けられてもよいし、架台装置10の固定フレーム(不図示)の側に設けられてもよい。
The
X線検出器15は、X線管11が発生させ、被検体Pを通過して入射したX線の強度を検出する。X線検出器15は、検出したX線の強度に応じた電気信号(光信号等でもよい)をDAS16に出力する。X線検出器15は、例えば、複数のX線検出素子列を有する。複数のX線検出素子列のそれぞれは、X線管11の焦点を中心とした円弧に沿ってチャネル方向に複数のX線検出素子が配列されたものである。複数のX線検出素子列は、スライス方向(列方向、row方向)に配列される。
The
X線検出器15は、例えば、直接検出型の検出器である。X線検出器15としては、例えば、半導体の両端に電極が取り付けられた半導体ダイオードが適用可能である。半導体に入射したX線光子は、電子・正孔対に変換される。1つのX線光子の入射により生成される電子・正孔対の数は、入射したX線光子のエネルギーに依存する。電子と正孔とは、半導体の両端に形成された一対の電極に各々引き寄せられる。一対の電極は、電子・正孔対の電荷に応じた波高値を有する電気パルスを発生する。一個の電気パルスは、入射したX線光子のエネルギーに応じた波高値を有する。X線検出器15は、光子計数検出器の一例である。
The
DAS16は、例えば、制御装置18からの制御信号に従って、X線検出器15により検出されたX線光子のカウント数を示すカウントデータを複数のエネルギービンについて収集する。複数のエネルギービンに関するカウントデータは、X線検出器15の応答特性に応じて変形された、X線検出器15への入射X線に関するエネルギースペクトラムに対応する。DAS16は、デジタル信号に基づく検出データをコンソール装置40に出力する。検出データは、生成元のX線検出素子のチャンネル番号、列番号、及び収集されたビューを示すビュー番号により識別されたカウントデータのデジタル値を含む。ビュー番号は、回転フレーム17の回転に応じて変化する番号であり、例えば、回転フレーム17の回転に応じてインクリメントされる番号である。従って、ビュー番号は、X線管11の回転角度を示す情報である。ビュー期間とは、あるビュー番号に対応する回転角度から、次のビュー番号に対応する回転角度に到達するまでの間に収まる期間である。DAS16は、ビューの切り替わりを、制御装置18から入力されるタイミング信号によって検知してもよいし、内部のタイマーによって検知してもよいし、図示しないセンサから取得される信号によって検知してもよい。フルスキャンを行う場合においてX線管11によりX線が連続曝射されている場合、DAS16は、全周囲分(360度分)の検出データ群を収集する。ハーフスキャンを行う場合においてX線管11によりX線が連続曝射されている場合、DAS16は、半周囲分(180度分)の検出データを収集する。
The
図2は、実施形態に係るDAS16の構成の一例を示す図である。DAS16は、X線検出素子の個数に応じたチャンネル数分の読出しチャンネルを備える。これら複数の読出しチャンネルは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit; ASIC)等の集積回路に並列的に実装されている。図2では、1読出しチャンネル分のDAS16-1の構成のみを示している。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the
DAS16-1は、前置増幅回路61と、波形整形回路63と、複数の波高弁別回路65と、複数の計数回路67と、出力回路69とを有する。前置増幅回路61は、接続先のX線検出素子からの検出電気信号DS(電流信号)を増幅する。例えば、前置増幅回路61は、接続先のX線検出素子からの電流信号を、当該電流信号の電荷量に比例した電圧値(波高値)を有する電圧信号に変換する。前置増幅回路61には波形整形回路63が接続されている。波形整形回路63は、前置増幅回路61からの電圧信号の波形を成形する。例えば、波形整形回路63は、前置増幅回路61からの電圧信号のパルス幅を縮小する。
The DAS 16-1 includes a
波形整形回路63にはエネルギー帯域(エネルギービン)の数に対応する複数の計数チャネルが接続されている。n個のエネルギービンが設定されている場合、波形整形回路63には、n個の計数チャネルが設けられる。各計数チャネルは、波高弁別回路65-nと、計数回路67-nとを有する。
A plurality of counting channels corresponding to the number of energy bands (energy bins) are connected to the
波高弁別回路65-nの各々は、波形整形回路63からの電圧信号の波高値であるX線検出素子により検出されたX線光子(X線フォトン)のエネルギーを弁別する。例えば、波高弁別回路65-nは、比較回路653-nを有する。比較回路653-nの各々の一方の入力端子には、波形整形回路63からの電圧信号が入力される。比較回路653-nの各々の他方の入力端子には、異なる閾値に対応する参照信号TH(参照電圧値)が、制御装置18から供給される。例えば、エネルギービンbin1のための比較回路653-1には、参照信号TH-1が供給され、エネルギービンbin2のための比較回路653-2には、参照信号TH-2が供給され、エネルギービンbinnのための比較回路653-nには、参照信号TH-nが供給される。参照信号THの各々は、上限参照値と下限参照値とを有している。比較回路653-nの各々は、波形整形回路63からの電圧信号が、参照信号THの各々に対応するエネルギービンに対応する波高値を有している場合、電気パルス信号を出力する。例えば、比較回路653-1は、波形整形回路63からの電圧信号の波高値がエネルギービンbin1に対応する波高値である場合(参照信号TH-1とTH-2との間にある場合)、電気パルス信号を出力する。一方、エネルギービンbin1のための比較回路653-1は、波形整形回路63からの電圧信号の波高値がエネルギービンbin1に対応する波高値でない場合、電気パルス信号を出力しない。また、例えば、比較回路653-2は、波形整形回路63からの電圧信号の波高値がエネルギービンbin2に対応する波高値である場合(参照信号TH-2とTH-3との間にある場合)、電気パルス信号を出力する。
Each of the pulse height discrimination circuits 65-n discriminates the energy of the X-ray photon (X-ray photon) detected by the X-ray detection element, which is the peak value of the voltage signal from the
計数回路67-nは、ビューの切替周期に一致する読出し周期で、波高弁別回路65-nからの電気パルス信号を計数する。例えば、計数回路67-nには、制御装置18から、各ビューの切替タイミングにトリガ信号TSが供給される。トリガ信号TSが供給されたことを契機として計数回路67-nは、波高弁別回路65-nから電気パルス信号が入力される毎に、内部メモリに記憶されているカウント数に1を加算する。次のトリガ信号が供給されたことを契機として計数回路67-nは、内部メモリに蓄積されたカウント数のデータ(すなわち、カウントデータ)を読み出し、出力回路69に供給する。また、計数回路67-nは、トリガ信号TSが供給される毎に内部メモリに蓄積されているカウント数を初期値に再設定する。このようにして計数回路67-nは、ビュー毎にカウント数を計数する。
The counting circuit 67-n counts the electric pulse signals from the pulse height discrimination circuit 65-n at a readout period that matches the view switching period. For example, the trigger signal TS is supplied from the
出力回路69は、X線検出器15に搭載されている複数の読出しチャンネル分の計数回路67-nに接続されている。出力回路69は、複数のエネルギービンの各々について、複数の読出しチャンネル分の計数回路67-nからのカウントデータを統合してビュー毎の複数の読出しチャンネル分のカウントデータを生成する。各エネルギービンのカウントデータは、チャンネルとセグメント(列)とエネルギービンとにより規定されるカウント数のデータの集合である。各エネルギービンのカウントデータは、ビュー単位でコンソール装置40に伝送される。ビュー単位のカウントデータをカウントデータセットCSと呼ぶ。
The
回転フレーム17は、X線管11、ウェッジ12、及びコリメータ13と、X線検出器15とを対向支持する円環状の部材である。回転フレーム17は、固定フレームによって、内部に導入された被検体Pを中心として回転自在に支持される。回転フレーム17は、更にDAS16を支持する。DAS16が出力する検出データは、回転フレーム17に設けられた発光ダイオード(LED)を有する送信機から、光通信によって、架台装置10の非回転部分(例えば固定フレーム)に設けられたフォトダイオードを有する受信機に送信され、受信機によってコンソール装置40に転送される。なお、回転フレーム17から非回転部分への検出データの送信方法として、前述の光通信を用いた方法に限らず、非接触型の任意の送信方法を採用してよい。回転フレーム17は、X線管11等を支持して回転させることができるものであれば、円環状の部材に限らず、アームのような部材であってもよい。
The rotating
X線CT装置1は、例えば、X線管11とX線検出器15の双方が回転フレーム17によって支持されて被検体Pの周囲を回転するRotate/Rotate-TypeのX線CT装置(第3世代CT)であるが、これに限らず、円環状に配列された複数のX線検出素子が固定フレームに固定され、X線管11が被検体Pの周囲を回転するStationary/Rotate-TypeのX線CT装置(第4世代CT)であってもよい。
The
制御装置18は、例えば、CPU等のプロセッサを有する処理回路を有する。制御装置18は、コンソール装置40または架台装置10に取り付けられた入力インターフェースからの入力信号を受け付けて、架台装置10、寝台装置30、及びDAS16の動作を制御する。例えば、制御装置18は、架台駆動装置19を制御して、回転フレーム17を回転させたり、架台装置10をチルトさせたりする。架台装置10をチルトさせる場合、制御装置18は、入力インターフェースに入力された傾斜角度(チルト角度)に基づいて、架台駆動装置19を制御して、Z軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム17を回転させる。制御装置18は、図示しないセンサの出力等によって回転フレーム17の回転角度を把握している。また、制御装置18は、回転フレーム17の回転角度を随時、再構成機能53などに提供する。また、制御装置18は、DAS16のエネルギービン(参照信号TH)を制御する。制御装置18は、架台装置10に設けられてもよいし、コンソール装置40に設けられてもよい。
The
架台駆動装置19は、例えば、モータやアクチュエータを含む。架台駆動装置19は、例えば、回転フレーム17を回転させたり、架台装置10をチルトさせたりする。架台駆動装置19は、入力インターフェースに入力された傾斜角度(チルト角度)や、後述する補正用データ収集機能57からの回転指示に基づいて、架台装置10の回転フレーム17を回転させる。
The
寝台装置30は、スキャン対象の被検体Pを載置して移動させ、架台装置10の回転フレーム17の内部に導入する装置である。寝台装置30は、例えば、基台31と、寝台駆動装置32と、天板33と、支持フレーム34とを備える。基台31は、支持フレーム34を鉛直方向(Y軸方向)に移動可能に支持する筐体を含む。寝台駆動装置32は、モータやアクチュエータを含む。寝台駆動装置32は、天板33を、支持フレーム34に沿って天板33の長手方向(Z軸方向)に移動させる。また、寝台駆動装置32は、天板33を鉛直方向(Y軸方向)に移動させる。天板33は、被検体Pが載置される板状の部材である。
The
寝台駆動装置32は、天板33だけでなく、支持フレーム34を天板33の長手方向に移動させてもよい。また、上記とは逆に、架台装置10がZ軸方向に移動可能であり、架台装置10の移動によって回転フレーム17が被検体Pの周囲に来るように制御されてもよい。また、架台装置10と天板33の双方が移動可能な構成であってもよい。また、X線CT装置1は、被検体Pが立位または座位でスキャンされる方式の装置であってもよい。この場合、X線CT装置1は、寝台装置30に代えて被検体支持機構を有し、架台装置10は、回転フレーム17を、床面に垂直な軸方向を中心に回転させる。
The
コンソール装置40は、例えば、メモリ41と、ディスプレイ42と、入力インターフェース43と、処理回路50とを有する。第1の実施形態では、コンソール装置40は架台装置10とは別体として説明するが、架台装置10にコンソール装置40の各構成要素の一部または全部が含まれてもよい。
The
メモリ41は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ41は、例えば、検出データや投影データ、再構成画像データ、CT画像データ、被検体Pに関する情報、撮影条件、補正用データの収集条件等を記憶する。メモリ41は、例えば、架台装置10から伝送された複数のエネルギービンに関するカウントデータを記憶する。これらのデータは、メモリ41ではなく(或いはメモリ41に加えて)、X線CT装置1が通信可能な外部メモリに記憶されてもよい。外部メモリは、例えば、外部メモリを管理するクラウドサーバが読み書きの要求を受け付けることで、クラウドサーバによって制御されるものである。
The
ディスプレイ42は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ42は、処理回路によって生成された医用画像(CT画像)や、医師、技師等である操作者による各種操作を受け付けるGUI(Graphical User Interface)画像等を表示する。ディスプレイ42は、例えば、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)、有機EL(Electroluminescence)ディスプレイ等である。ディスプレイ42は、架台装置10に設けられてもよい。ディスプレイ42は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置40の本体部と無線通信可能な表示装置(例えばタブレット端末)であってもよい。
The
入力インターフェース43は、操作者による各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作の内容を示す電気信号を処理回路50に出力する。例えば、入力インターフェース43は、被検体Pの検査スケジュール、検出データまたは投影データを収集する際の収集条件、CT画像を再構成する際の再構成条件、CT画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件、補正用データの収集処理の開始指示、CT画像に設定するROIの設定指示、収集条件の設定等の入力操作を受け付ける。
The
例えば、入力インターフェース43は、マウスやキーボード、タッチパネル、ドラッグボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、カメラ、赤外線センサ、マイク等により実現される。入力インターフェース43は、架台装置10に設けられてもよい。また、入力インターフェース43は、コンソール装置40の本体部と無線通信可能な表示装置(例えばタブレット端末)により実現されてもよい。
For example, the
なお、本明細書において入力インターフェースはマウス、キーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェースの例に含まれる。 Note that in this specification, the input interface is not limited to one that includes physical operation parts such as a mouse and a keyboard. For example, examples of the input interface include an electrical signal processing circuit that receives an electrical signal corresponding to an input operation from an external input device provided separately from the device and outputs this electrical signal to a control circuit.
処理回路50は、X線CT装置1の全体の動作や、架台装置10の動作、寝台装置30の動作、及び補正用データの収集のためのキャリブレーションの動作を制御する。処理回路50は、例えば、システム制御機能51、前処理機能52、再構成機能53、画像処理機能54等を備える。
The
これらの構成要素は、例えば、ハードウェアプロセッサ(コンピュータ)がメモリ41に格納されたプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。ハードウェアプロセッサとは、例えば、CPU、GPU(Graphics Processing Unit)、特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device; SPLD)または複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device; CPLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array; FPGA))等の回路(circuitry)を意味する。メモリ41にプログラムを記憶させる代わりに、ハードウェアプロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。
These components are realized, for example, by a hardware processor (computer) executing a program (software) stored in the
この場合、ハードウェアプロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。ハードウェアプロセッサは、単一の回路として構成されるものに限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのハードウェアプロセッサとして構成され、各機能を実現するようにしてもよい。また、複数の構成要素を1つのハードウェアプロセッサに統合して各機能を実現するようにしてもよい。 In this case, the hardware processor realizes its functions by reading and executing a program built into the circuit. The hardware processor is not limited to being configured as a single circuit, but may be configured as one hardware processor by combining a plurality of independent circuits to realize each function. Further, a plurality of components may be integrated into one hardware processor to realize each function.
コンソール装置40または処理回路50が有する各構成要素は、分散化されて複数のハードウェアにより実現されてもよい。処理回路50は、コンソール装置40が有する構成ではなく、コンソール装置40と通信可能な処理装置によって実現されてもよい。処理装置は、例えば、一つのX線CT装置と接続されたワークステーション、或いは、複数のX線CT装置に接続され、以下に説明する処理回路50と同等の処理を一括して実行する装置(例えばクラウドサーバ)である。
Each component included in the
システム制御機能51は、入力インターフェース43が受け付けた入力操作に基づいて、処理回路50の各種機能を制御する。
The
前処理機能52は、DAS16により出力された検出データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正、散乱線補正、ダークカウント補正等の前処理を施すことにより投影データを生成する。投影データは、カウントデータを含む。
The
再構成機能53は、前処理機能52により生成された投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行ってCT画像データを生成する。再構成機能53は、再構成したCT画像データをメモリ41に格納する。再構成機能53は、前処理機能52による前処理が行われない場合に、検出データ(カウントデータ)を用いて再構成処理を行ってもよい。
The
再構成機能53は、例えば、DAS16により出力された検出データに基づいて、CT画像データを生成する。CT画像データは、例えば、任意断面、例えば、被検体Pの体軸に直交するアキシャル断面の断面像(以下、アキシャル画像)のデータである。CT画像データは、他の断面の断面像のデータでもよいし、三次元画像のデータでもよい。三次元画像は、レンダリング処理されていてよい。再構成機能53は、三次元画像データを生成するにあたり、CT画像データを三次元画像データに変換してもよい。この変換への変換は、前処理機能52によって行われてもよい。
The
図3は、実施形態に係る再構成機能53の機能ブロックの一例を示す図である。再構成機能53は、例えば、応答関数生成機能531と、X線吸収量算出機能532と、再構成処理機能533とを有する。応答関数生成機能531は、検出器応答特性を表す応答関数のデータを生成する。例えば、応答関数生成機能531は、複数の入射X線エネルギーを有する複数の単色X線に対する標準検出系の応答(すなわち、検出エネルギー及び検出強度)を予測計算、実験、及び予測計算と実験との組み合わせにより計測し、検出エネルギー及び検出強度の計測値に基づいて応答関数を生成する。また、応答関数生成機能531は、キャリブレーション等において収集された実測の計測値に基づいて応答関数のデータを生成してもよい。応答関数は、入射X線ごとの検出エネルギーとシステムの出力応答との関係を規定する。例えば、応答関数は、入射X線ごとの検出エネルギーと検出強度との関係を規定する。生成された応答関数のデータは、メモリ41に記憶される。
FIG. 3 is a diagram showing an example of functional blocks of the
X線吸収量算出機能532は、投影データに含まれる複数のエネルギービンに関するカウントデータ、被検体Pへの入射X線のエネルギースペクトラム、及びメモリ41に記憶された応答関数に基づいて、複数の基底物質各々に関するX線吸収量を算出する。X線吸収量算出機能532は、応答関数を利用してカウントデータと被検体Pへの入射X線のエネルギースペクトラムとに基づいてX線吸収量を算出することにより、X線検出器15及びDAS16の応答特性の影響がないX線吸収量を算出することができる。基底物質毎にX線吸収量を得る処理は物質弁別とも呼ばれている。
The X-ray absorption
基底物質としては、カルシウム、石灰化、骨、脂肪、筋肉、空気、臓器、病変部、硬部組織、軟部組織、造影物質等のあらゆる物質に設定可能である。基底物質として複数種類の造影物質が用いられる場合には、造影物質ごとに基底物質として設定可能である。算出対象の基底物質の種類は、予め入力インターフェース43を介して操作者等により決定されてよい。造影物質は、例えば、ガドリニウム、金、またはビスマスのうち少なくともいずれか1つを含む。造影物質は、これらの物質を含んでいなくともよい。X線吸収量は、基底物質により吸収されるX線量を示す。例えば、X線吸収量は、X線減弱係数とX線透過経路長との組み合わせにより規定される。
The base substance can be set to any substance such as calcium, calcification, bone, fat, muscle, air, organ, lesion, hard tissue, soft tissue, contrast material, etc. When multiple types of contrast substances are used as the base substance, each contrast substance can be set as the base substance. The type of base material to be calculated may be determined in advance by an operator or the like via the
再構成処理機能533は、X線吸収量算出機能532により算出された複数の基底物質各々に関するX線吸収量に基づいて、当該複数の基底物質のうちの画像化対象の基底物質の空間分布を表現するCT画像データを再構成してメモリ41に格納する。実施形態における画像化対象の基底物質は、2種類の造影物質を含むが、種類の造影物質を含んでもよいし、3種類以上の造影物質を含んでもよい。画像化対象となる基底物質は、例えば、予め設定されていてもよいし入力インターフェース43を介して操作者等により決定されてもよい。
The
フォトンカウンティングCT装置で得られるカウントデータを含む投影データには、被検体Pを透過することで減弱されたX線のエネルギーの情報が含まれている。このため、再構成処理機能533は、例えば、特定のエネルギー成分のCT画像データを再構成することができる。また、再構成処理機能533は、例えば、複数のエネルギー成分それぞれのCT画像データを再構成することができる。さらに、再構成処理機能533は、例えば、各エネルギー成分のCT画像データの各画素にエネルギー成分に応じた色調を割り当て、エネルギー成分に応じて色分けされた複数のCT画像データを重畳した画像データを生成することができる。
The projection data including count data obtained by the photon counting CT apparatus includes information on the energy of the X-rays attenuated by passing through the subject P. Therefore, the
図1に戻り、画像処理機能54は、CT画像データに基づいてCT画像を生成する。画像処理機能54は、生成したCT画像をディスプレイ42に表示させる。画像処理機能54は、被検体Pの対象臓器に流入する造影物質の流入状態に関する情報を取得する。画像処理機能54は、生成した流入状態情報をディスプレイ42に表示させる。
Returning to FIG. 1, the
図4は、実施形態に係る画像処理機能54の機能ブロックの一例を示す図である。画像処理機能54は、例えば、受付機能542と、第1取得機能541と、設定機能543と、特定機能544と、スキャン制御機能545と、第2取得機能546と、判定機能547と、提示機能548と、を備える。提示機能548は、例えば、表示制御機能548Aと、音声出力機能548Bと、を備える。
FIG. 4 is a diagram showing an example of functional blocks of the
第1取得機能541は、再構成機能53により生成されたアキシャル画像データを取得する。アキシャル画像データは、被検体PのROIを含む広域の画像データである。アキシャル画像データは、例えば、光子をX線検出器15が検出した各エネルギービンのカウントデータに基づいて物質弁別された複数の情報に基づくデータである。第1取得機能541は、第1取得部の一例である。カウントデータは、計数結果の一例である。第1取得機能541は、再構成機能53により生成されるアキシャル画像データを直接取得してもよい。
The
受付機能542は、操作者の入力操作に応じて入力インターフェース43により出力される電気信号が示すROIの設定指示を受け付ける。アキシャル画像に設定するROIは、造影物質を注入する対象臓器に対して設定される。ROIの設定指示は、ROIとなる対象臓器の名称等による指示でもよいし、アキシャル画像における部位を指定することによる指示でもよい。アキシャル画像における部位を指定する場合には、受付機能542は、ディスプレイ42にアキシャル画像を表示させてもよい。ROIは、各対象臓器に対して設定され、対象臓器が複数ある場合には、複数のROIが設定される。
The
対象臓器に対して注入対象となる造影物質は、例えば、1つの対象臓器に対して1つでもよいし、複数でもよいし、複数の対象臓器に対して1つでもよい。対象臓器に対しては、注入対象となる造影物質と注入対象とはならない造影物質のいずれもが注入される。受付機能542は、受付部の一例である。
For example, the number of contrast substances to be injected into a target organ may be one, multiple, or one for a plurality of target organs. Both a contrast substance to be injected and a contrast substance not to be injected are injected into the target organ. The
設定機能543は、受付機能542により受け付けられたROIの設定指示に基づいて、アキシャル画像にROIを設定する。設定機能543は、例えば、操作者の入力操作に応じた設定指示に対応する位置にROIを設定する。設定機能543は、設定指示に応じて、例えば円形形状、矩形形状、楕円形状などの任意の形状でROIを設定する。設定機能543は、設定部の一例である。
The
設定機能543は、ROIの設定指示によらず、例えば、アキシャル画像に基づいてROIを設定してもよい。この場合、設定機能543は、例えば、ROIとして設定する対象臓器を指定する情報を取得し、指定された対象臓器のパターン画像を用いたパターンマッチングや機械学習により得られた学習済モデルなどによりROIを設定してもよい。
The
特定機能544は、受付機能542により受け付けられたROIの設定指示に基づいて、アキシャル画像における更新対象領域を特定する。特定機能544は、例えば、設定されたROIに基づいて、更新対象領域を特定する。特定機能544は、例えば、設定されたROIを含む円形形状の更新対象領域を特定する。
The specifying
アキシャル画像における更新対象領域は、X線管11が被検体Pに対するXを照射する対象となる照射領域となる。更新対象領域は、アキシャル画像を撮影した際にX線管11がX線を照射した領域よりも狭域である。アキシャル画像は、被検体の関心対象を含む広域の医用画像の一例である。被検体の関心対象を含む広域の医用画像は、アキシャル画像以外のCT画像、例えばスキャノ画像、サジタル画像、コロナル画像、オブリーク画像でもよい。
The update target area in the axial image is the irradiation area where the
更新対象領域の面積は、予め定められていてもよいし、ROIの大きさなどに基づいて決定されてもよい。更新対象領域を特定する位置は、ROIを含む範囲の位置であればよい。例えば、ROIの重心位置が更新対象領域の中心点となる位置として、ROIが更新対象領域の中央部に位置するようにしてもよい。 The area of the update target region may be predetermined or may be determined based on the size of the ROI or the like. The location for specifying the update target area may be any location that includes the ROI. For example, the center of gravity of the ROI may be the center point of the area to be updated, so that the ROI may be located at the center of the area to be updated.
特定機能544は、入力インターフェース43により出力されるユーザによるROIの設定指示に基づいて更新対象領域として特定してもよい。入力インターフェース43は、ユーザが指定する更新対象領域の位置や大きさを入力可能としてよい。特定機能544は、円形形状以外の形状でROIを特定してもよい。特定機能544は、特定部の一例である。
The specifying
スキャン制御機能545は、X線高電圧装置14、DAS16、制御装置18、架台駆動装置19、及び寝台駆動装置32に指示することで、架台装置10における検出データの収集処理を制御する。スキャン制御機能545は、位置決め画像を収集する撮影、及び診断に用いる画像を撮影する際の各部の動作をそれぞれ制御する。
The
スキャン制御機能545は、例えば、アキシャル画像を撮影するための制御と、検査画像を撮影するための制御を行う。アキシャル画像を撮影するための制御では、スキャン制御機能545は、ヘリカルスキャンまたはボリュームスキャンなどの単純撮影を制御装置18に指示する。DAS16は、スキャン制御機能545の指示により、各種の検出データを処理回路50に出力する。
The
スキャン制御機能545は、入力インターフェース43により出力される電気信号が示す被検体Pの検査スケジュールに基づいて、タイムシーケンス情報を生成する。タイムシーケンス情報には、例えば、注入される造影物質の種類、造影物質を注入する注入タイミング、対象臓器の検査画像を生成するためにスキャンに要するスキャン時間の情報が含まれている。複数の造影物質が注入される場合には、同時注入されてもよいし、順次注入されてもよい。タイムシーケンス情報には、同時注入される場合、順次注入される場合の造影物質の種類及び注入タイミングが設定されていてよい。
The
複数や造影物質が被検体Pに注入される場合には、造影物質のごとに注入タイミングやスキャン時間の情報が含まれる。タイムシーケンス情報には、対象臓器における注入対象となる造影物質の濃度が閾値以上となるまでの想定時間が含まれていてもよい。スキャン制御機能545は、生成したタイムシーケンス情報をディスプレイ42に表示させる表示制御をする。タイムシーケンス情報には、造影物質ごとの注入タイミングが含まれており、スキャン制御機能545は、造影物質ごとの注入タイミングをディスプレイ42に表示させる。ユーザは、ディスプレイ42に表示されたタイムシーケンス情報を参照して造影物質の注入タイミングを認識する。
When a plurality of contrast substances are injected into the subject P, information on injection timing and scan time is included for each contrast substance. The time sequence information may include an estimated time until the concentration of the contrast material to be injected in the target organ reaches a threshold value or more. The
スキャン制御機能545は、検査画像を撮影するための制御では、生成したタイムシーケンス情報に沿って、X線の照射領域を更新対象領域に限定したインテリアCTにより、リアルプレップを行う。ここでのインテリアCTは、X線の照射をCT画像(アキシャル画像)よりも狭域の更新対象領域に絞って行うCTである。ここでのリアルプレップは、更新対象領域のスキャン、すなわち、X線管11によるX線の照射から再構成機能53によるCT画像データの再構成を、時間を空けて繰り返し行わせる処理である。リアルプレップでは、例えば1秒程度の時間を空けて更新対象領域のスキャンを繰り返し行わせる。
In the control for photographing the inspection image, the
リアルプレップでは、マテリアルデコンポジションも行う。マテリアルデコンポジションでは、対象臓器における造影物質の濃度を算出する。スキャン制御機能545は、更新対象領域に対するX線の照射をX線管11に行わせる際に、コリメータ13の絞りを調整して、X線の照射範囲を調整する。スキャン制御機能545は、スキャン制御部の一例である。
Real Prep also performs material decomposition. In material decomposition, the concentration of contrast material in the target organ is calculated. The
第2取得機能546は、インテリアCTによるCT画像データ(以下、インテリアCT画像データ)を取得する。インテリアCT画像データは、例えば、インテリアCTが行われるときにDAS16により出力された出力データに基づいて再構成機能53により生成される。
The
インテリアCT画像データは、照射領域にX線を照射することに由来する光子をX線検出器15が検出した各エネルギービンのカウントデータに基づいて物質弁別された複数の造影物質の流入状態に関する情報に基づくデータである。複数の造影物質ごとにエネルギービンにより収集される光子のカウントデータに対する条件が設定されている。カウントデータに対する条件は、例えば、各エネルギービンにより収集されるカウントデータに対して所定の演算を施した際の演算結果に対して設定されている。インテリアCT画像データには、ROIに流入した造影物質の画像の画像データが含まれる。第2取得機能546は、メモリ41に格納されたインテリアCT画像データを取得してもよいし、再構成機能53により直接取得してもよい。
The interior CT image data is information regarding the inflow state of a plurality of contrast substances, which are discriminated based on the count data of each energy bin in which the
第2取得機能546は、インテリアCT画像データに含まれるROIに流入する造影物質ごとに算出されたX線吸収量に基づいて、ROIにおける造影物質の濃度を算出して取得する。第2取得機能546は、例えば、X線吸収量が多いほど造影物質の濃度を濃く算出する。第2取得機能546は、第2取得部の一例である。ROIに流入した造影物質の画像及び濃度は、造影物質の流入状態に関する情報の一例である。ROIに流入した造影物質の濃度は、造影物質に関する測定値の一例である。
The
判定機能547は、第2取得機能546により取得されたインテリアCT画像データに基づいて、更新対象領域内における造影物質の濃度を算出する。判定機能547は、算出した造影物質の濃度が閾値以上である場合に、リアルプレップを終了し、造影物質の濃度が撮影に必要となった濃度となった対象臓器を検査するためのスキャン(以下、本スキャン)を開始する。本スキャンでは、リアルプレップのときよりも高い頻度で更新対象領域のスキャンを行う。
The
判定機能547は、造影物質の濃度が閾値以上である場合に代えてまたは加えて、入力インターフェース43により出力される本スキャン開始指示を示す電気信号を受信した場合に、対象臓器のスキャンを開始してもよい。この場合、表示制御機能548Aは、インテリアCT画像をアキシャル画像に重畳させた画像(以下、重畳画像)をディスプレイ42に表示させる。ユーザは、ディスプレイ42に表示された重畳画像を見て対象臓器における造影物質の濃度を目視により推定し、造影物質の濃度が撮影に必要となった濃度と判断した場合に、本スキャン開始指示の入力操作を入力インターフェース43にしてよい。判定機能547は、造影物質の濃度に代えてROIのX線吸収量に基づき、ROIのX線吸収量が閾値以上となると判定した場合に、本スキャンを開始するようにしてもよい。
The
提示機能548における表示制御機能548Aは、CT画像データに基づくCT画像をディスプレイ42に表示させる表示制御をする。表示制御機能548Aは、例えば、第1取得機能541により取得されたアキシャル画像データに基づくアキシャル画像をディスプレイ42に表示させる。表示制御機能548Aは、例えば、第2取得機能546により取得されたインテリアCT画像をアキシャル画像に重畳させた重畳画像をディスプレイ42に表示させる。
A
表示制御機能548Aは、例えば、造影物質の濃度を表示させる際に、造影物質の濃度の時間変化を数値で示したりグラフ化したりしてディスプレイ42に表示させる。表示制御機能548Aは、更に、各種画像(撮影画像、位置決め画像、入力インターフェース43の受け付けた入力操作結果等)をディスプレイ42に表示させる。表示制御機能548Aは、表示制御部の一例である。
For example, when displaying the concentration of the contrast material, the
音声出力機能548Bは、第2取得機能546によりインテリアCT画像データが取得された場合に、造影物質の流入状態に関する情報、例えば、ディスプレイ42に表示される対象となっている造影物質の名称などを図示しないスピーカに出力させる。音声出力機能548Bは、音声出力部の一例である。提示機能548は、造影物質の流入状態に関する情報をディスプレイ42に表示させる画像やスピーカに出力させる音声以外の情報として提示してもよい。提示機能548は、提示部の一例である。
When interior CT image data is acquired by the
次に、X線CT装置1を用いた被検体Pの検査の流れについて説明する。以下の説明では、2つの臓器、例えば動脈と静脈がそれぞれ第1対象臓器と第2対象臓器となり、造影物質は動脈から腸管を通じて静脈に流れ、第1対象臓器に第1ROIが設定され、第2対象臓器に第2ROIが設定される例について説明する。また、第1対象臓器の撮影に必要となる第1対象臓器内における第1造影物質の濃度を第1閾値とし、第2対象臓器の撮影に必要となる第2対象臓器内における第2造影物質の濃度を第2閾値とする。
Next, the flow of testing the subject P using the
図5は、X線CT装置1を用いた被検体Pの検査の流れの一例を示す図である。被検体Pの検査が行われる際には、まず、被検体Pを搭載した寝台装置30の天板33を架台装置10の回転フレーム17の内部に導入する(ステップS101)。続いて、X線CT装置1において、被検体Pのアキシャル画像を撮影するためのスキャンが行われる(ステップS103)。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the flow of testing a subject P using the
続いて、医師などのユーザは、検査の内容に応じた造影物質を被検体Pに注入する(ステップS105)。造影物質を注入する注入タイミングは、入力インターフェース43により出力された検査スケジュールに基づいてスキャン制御機能545により生成されたタイムシーケンス情報が示す注入タイミングである。注入タイミングは、第1造影物質及び第2造影物質のそれぞれに設定される。被検体Pに造影物質が注入されたら、X線CT装置1は、リアルプレップを行い、マテリアルデコンポジションにより、対象臓器に対する造影物質の流入を観察する(ステップS107)。
Subsequently, a user such as a doctor injects a contrast material into the subject P according to the content of the examination (step S105). The injection timing for injecting the contrast material is the injection timing indicated by the time sequence information generated by the
続いて、対象臓器に対する造影物質の注入が完了すると、X線CT装置1は、対象臓器の検査画像を撮影する(ステップS109)。対象臓器の検査画像が取得されたら、天板33に搭載された被検体Pが架台装置10の回転フレーム17の内部から退避されることにより(ステップS111)、被検体Pの検査が終了する。
Subsequently, when the injection of the contrast material into the target organ is completed, the
続いて、被検体Pの検査が行われるときのX線CT装置1における処理について説明する。図6は、X線CT装置1における処理の一例を示すフローチャートである。X線CT装置1においては、まず、処理回路50の第1取得機能541において、入力インターフェース43により出力される検査スケジュールを含む電気信号を取得する。スキャン制御機能545は、第1取得機能541により取得された電気信号が示す検査スケジュールに基づいてタイムシーケンス情報を生成し、ディスプレイ42に表示させる(ステップS201)。
Next, the processing in the
続いて、再構成機能53は、DAS16により出力される検出データを再構成して被検体Pのアキシャル画像を生成し(ステップS203)、第1取得機能541は、再構成機能53により生成されたアキシャル画像を取得する。X線CT装置1は、アキシャル画像を生成する際には、ヘリカルスキャンまたはボリュームスキャンなどの単純撮影により、1枚のアキシャル画像や三次元のアキシャル画像をアキシャル画像として生成する。再構成機能53がアキシャル画像を生成する前に、前処理機能52における前処理が行われてもよい。
Subsequently, the
アキシャル画像を生成するための検出データを再構成機能53が取得した後に、ユーザ等により、被検体Pに造影物質が注入される。再構成機能53がアキシャル画像を生成するための検出データを取得する前に、被検体Pに造影物質が注入されてもよい。アキシャル画像としては、例えば、造影物質が対象臓器に流入する前の画像が用いられる。
After the
続いて、設定機能543は、受付機能542により受け付けられたROIの設定指示に基づいて、アキシャル画像に第1ROI及び第2ROIを設定する(ステップS205)。ROIの設定指示は、検査スケジュールに含まれていてもよいし、検査スケジュールとは別に入力インターフェース43により出力される電気信号に含まれていてもよい。
Subsequently, the
続いて、特定機能544は、ROIが設定されたアキシャル画像において、更新対象領域を特定する(ステップS207)。続いて、更新対象領域の特定が済んだ後、スキャン制御機能545は、入力インターフェース43により出力された検査スケジュールに基づいてタイムシーケンス情報を生成し、生成したタイムシーケンス情報に沿ってインテリアCTによるリアルプレップを開始し(ステップS209)、マテリアルデコンポジションにより第1対象臓器に対する第1造影物質の流入を観察する。表示制御機能548Aは、スキャン制御機能545がリアルプレップを行っている間、可視化した重畳画像をディスプレイ42に表示させる。
Subsequently, the specifying
このリアルプレップを行っている間、スキャン制御機能545は、X線管11によるX線の照射領域が特定機能544により特定された更新対象領域に限定されるように、コリメータ13を調整する。リアルプレップにおけるマテリアルデコンポジションでは、スキャン制御機能545は、一定時間間隔で被検体をスキャンし、再構成機能53がインテリアCT画像データを生成する。
While performing this real prep, the
続いて、判定機能547は、インテリアCT画像データにおける第1ROI内のデータを収集する。判定機能547は、収集したデータに基づいて第1対象臓器における第1造影物質の濃度を算出し、算出した濃度が第1閾値以上であるか否かを判定する(ステップS211)。ここで、判定機能547におけるデータの収集について、表示制御機能548Aによりディスプレイ42に表示される重畳画像に対応させて説明する。
Subsequently, the
図7は、可視化された重畳画像200及びデータ収集を説明するグラフの一例を示す図である。重畳画像200に、第1ROI201と、第2ROI202が含まれる。第1ROI201は、例えば被検体Pの静脈に相当する位置に設定され、第2ROI202は、例えば被検体Pの動脈に相当する位置に設定される。第1ROI201及び第2ROI202を含む領域に更新対象領域210特定されている。インテリアCT画像データは、更新対象領域210内の画像に対応するデータである。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a visualized
判定機能547は、例えば、X線光子のエネルギーを弁別するための閾値が異なるN個のエネルギービン(bin1、bin2、・・・binN)を用意し、第1ROI201内に対応する位置のX線光子をN個のエネルギービンに弁別する。判定機能547は、エネルギー量毎に弁別したX線光子の数をエネルギー量ごとに計数し、カウントデータに基づいて第1造影物質の濃度を算出する。
For example, the
その結果、第1対象臓器における第1造影物質の濃度が第1閾値以上でないと判定機能547が判定した場合、スキャン制御機能545は、リアルプレップを継続する。一方、第1対象臓器における第1造影物質の濃度が第1閾値以上であると判定機能547が判定した場合、スキャン制御機能545は、第1対象臓器に対する第2造影物質の注入が完了したと判定し、第1対象臓器の検査画像を生成するための本スキャン(以下、第1本スキャン)を開始する(ステップS213)。続いて、スキャン制御機能545は、タイムシーケンス情報を参照して第1本スキャンに要する時間(以下、第1本スキャン時間)を確認し、第1本スキャン時間が経過したか否かを判定する(ステップS215)。
As a result, if the
第1本スキャン時間が経過していないと判定した場合、スキャン制御機能545は、第1本スキャンを継続する。第1本スキャン時間が経過したと判定した場合、スキャン制御機能545は、リアルプレップを再開し(ステップS217)、第2対象臓器に対する第2造影物質の流入を観察する。
If it is determined that the first main scan time has not elapsed, the
続いて、判定機能547は、インテリアCT画像データにおける第2ROI内のデータに基づいて、第2対象臓器における第2造影物質の濃度を算出し、算出した濃度が第2閾値以上であるか否かを判定する(ステップS219)。判定機能547は、図7に示すように、例えば、第2ROI202内に対応する位置のX線光子をN個のエネルギービンに弁別する。判定機能547は、エネルギー量毎に弁別したX線光子の数をエネルギー量ごとに計数し、カウントデータに基づいて第2造影物質の濃度を算出する。
Subsequently, the
第2対象臓器における第2造影物質の濃度が第2閾値以上でないと判定機能547が判定した場合、スキャン制御機能545は、リアルプレップを継続する。一方、第2対象臓器における第2造影物質の濃度が第2閾値以上であると判定機能547が判定した場合、スキャン制御機能545は、第2対象臓器に対する第2造影物質の注入が完了したと判定し、第2対象臓器の検査画像を生成するための本スキャン(以下、第2本スキャン)を開始する(ステップS211)。
When the
続いて、スキャン制御機能545は、タイムシーケンス情報を参照して、第2本スキャンに要する時間(以下、第2本スキャン時間)を確認し、第2本スキャン時間が経過したか否かを判定する(ステップS215)。第2本スキャン時間が経過していないと判定した場合、スキャン制御機能545は、第2本スキャンを継続する。第2本スキャン時間が経過したと判定した場合、X線CT装置1は、図6に示す処理を終了する。
Next, the
実施形態のX線CT装置1は、造影物質の注入を開始した後、マテリアルデコンポジションを含むリアルプレップを行うことにより、対象臓器における造影物質の濃度を判定する。このため、対象臓器に対する造影物質の濃度などの注入状態をわかりやすくすることができる。
The
また、実施形態のX線CT装置1は、インテリアCTにより、リアルプレップを行う際のX線管11によるX線の照射範囲を狭域の更新対象領域に限定している。このため、X線の照射量を少なくできるので、リアルプレップを行う際の被検体Pの被曝量を低減することができる。
Moreover, the
実施形態のX線CT装置1は、造影物質を対象臓器に注入した後、造影物質の濃度を測定するためにインテリアCTによりX線管11によるX線の照射範囲を狭域の更新対象領域に限定している。このため、X線の照射量を少なくできるので、被検体Pの被曝量を低減することができる。
The
ここで、インテリアCTを行い、X線の照射範囲を狭域の更新対象領域に限定すると、X線画像を再構成する際のトランケーションにより、更新対象領域内のX線吸収量の算出値が不安定となることがある。この場合、対象臓器における造影物質の濃度の算出値の精度が低くなる。 If interior CT is performed and the X-ray irradiation range is limited to a narrow update target area, the calculated value of the X-ray absorption amount within the update target area will be incorrect due to truncation when reconstructing the X-ray image. May be stable. In this case, the accuracy of the calculated value of the contrast substance concentration in the target organ becomes low.
この点、実施形態のX線CT装置1では、造影物質の注入を開始した後、マテリアルデコンポジションを含むリアルプレップを行うことにより、対象臓器における造影物質の濃度を判定する。このため、対象臓器に対する造影物質の濃度などの注入状態をわかりやすくすることができる。
In this regard, in the
また、実施形態のX線CT装置1は、フォトンカウンティングを行うフォトンカウンティングX線CT装置である。このため、複数の造影物質を投入した場合に、造影物質の種類ごとにX線吸収量を測定して造影物質の濃度を算出することができる。したがって、複数の同じ時刻に複数の造影物質が被検体Pの内部に注入されていても、造影物質の種類ごとあるいは、造影物質が注入される対象臓器ごとに、造影物質の濃度を算出しやすくすることができる。
Moreover, the
実施形態のX線CT装置1は、フォトンカウンティングを行うフォトンカウンティングCT装置であるが、X線CT装置は、フォトンカウンティングCT装置以外のCT装置でもよい。X線CT装置は、例えば、エネルギーの異なる複数のX線のそれぞれで照射領域を照射した得られた結果に基づいて、複数の造影物質の流入に関する情報を取得するデュアルエナジCT装置でもよい。
Although the
上記の実施形態においては、造影物質として、ガドリニウム、金、ビスマスを挙げており、これらの造影物質は、水よりもX線吸収量が高い物質である。これに対して、造影物質は、水よりもX線吸収量が低い物質、例えば、生理食塩水でもよく、造影物質は、対象臓器を造影する際の補助となる物質であればよい。上記の実施形態において、アキシャル画像は、通常のCTスキャンによる単純撮影によって得られる画像であるが、アキシャル画像は、例えば、3Dランドマークスキャンにより得られるアキシャル画像でもよい。 In the embodiments described above, gadolinium, gold, and bismuth are used as contrast substances, and these contrast substances have a higher X-ray absorption amount than water. On the other hand, the contrast substance may be a substance that absorbs X-rays lower than water, for example, physiological saline, and the contrast substance may be any substance that assists in contrasting the target organ. In the above embodiments, the axial image is an image obtained by simple imaging using a normal CT scan, but the axial image may be an axial image obtained by, for example, a 3D landmark scan.
以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、被検体の関心対象を含む広域の医用画像に関する医用画像データを取得する第1取得部と、前記関心対象に応じた関心対象領域を含み、前記広域よりも狭域であり、X線を照射する対象となる照射領域を特定する特定部と、前記照射領域に対する前記X線の照射及び前記照射領域の撮影を繰り返し行わせるスキャン制御部と、前記関心対象に流入する造影物質の流入状態に関する情報を取得する第2取得部と、を持つことにより、撮影された造影物質を容易に見分けられるようにすることができる。 According to at least one embodiment described above, the first acquisition unit acquires medical image data regarding a wide-area medical image including an object of interest of a subject; a specifying unit that specifies an irradiation area that is narrower than the irradiation area and is a target for irradiating X-rays; a scan control unit that repeatedly irradiates the irradiation area with the X-rays and photographs the irradiation area; By including the second acquisition unit that acquires information regarding the flow state of the contrast material flowing into the object, it is possible to easily distinguish the photographed contrast material.
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.
1…X線CT装置
10…架台装置
11…X線管
12…ウェッジ
13…コリメータ
14…X線高電圧装置
14A…高電圧発生装置
14B…X線制御装置
15…X線検出器
16…DAS
17…回転フレーム
18…制御装置
19…架台駆動装置
30…寝台装置
31…基台
32…寝台駆動装置
33…天板
34…支持フレーム
40…コンソール装置
41…メモリ
42…ディスプレイ
43…入力インターフェース
50…処理回路
51…システム制御機能
52…前処理機能
53…再構成機能
54…画像処理機能
57…補正用データ収集機能
61…前置増幅回路
63…波形整形回路
65…波高弁別回路
65-n…波高弁別回路
67…計数回路
67-n…計数回路
69…出力回路
200…重畳画像
201…第1ROI
202…第2ROI
210…更新対象領域
531…応答関数生成機能
532…X線吸収量算出機能
533…再構成処理機能
541…第1取得機能
542…受付機能
543…設定機能
544…特定機能
545…スキャン制御機能
546…第2取得機能
547…判定機能
548…提示機能
548A…表示制御機能
548B…音声出力機能
653-1…比較回路
653-2…比較回路
653-n…比較回路
P…被検体
1...
17... Rotating
202...Second ROI
210...
Claims (14)
前記関心対象に応じた関心対象領域を含み、前記広域よりも狭域であり、X線を照射する対象となる照射領域を特定する特定部と、
前記照射領域に対する前記X線の照射及び前記照射領域の撮影を繰り返し行わせるスキャン制御部と、
前記関心対象に流入する造影物質の流入状態に関する情報を取得する第2取得部と、を備える、
X線CT装置。 a first acquisition unit that acquires medical image data regarding a wide area medical image including an object of interest of the subject;
a specifying unit that specifies an irradiation area that includes an area of interest corresponding to the object of interest, is narrower than the wide area, and is a target for irradiating X-rays;
a scan control unit that repeatedly irradiates the irradiation area with the X-ray and photographs the irradiation area;
a second acquisition unit that acquires information regarding the inflow state of the contrast material flowing into the object of interest;
X-ray CT device.
請求項1に記載のX線CT装置。 The information regarding the inflow state of the contrast substance includes at least one of an image of the contrast substance included in an image of the irradiation area or a measurement value regarding the contrast substance.
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
請求項1に記載のX線CT装置。 further comprising a presentation unit that presents information regarding the inflow state of the contrast substance;
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
請求項1に記載のX線CT装置。 further comprising a setting unit that sets the object of interest in the medical image;
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
前記医用画像に設定する前記関心対象の指示を受け付ける受付部と、を更に備える、
請求項1に記載のX線CT装置。 a display control unit that controls display of the medical image;
further comprising a reception unit that receives an instruction of the object of interest to be set in the medical image;
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
請求項1に記載のX線CT装置。 The second acquisition unit is configured to determine the inflow state of the plurality of contrast substances that have been subjected to material discrimination based on the counting results of each energy bin in which a photon counting detector has detected photons derived from irradiating the irradiation area with X-rays. get information about,
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
請求項6に記載のX線CT装置。 The contrast substance includes at least one of gadolinium, gold, and bismuth.
The X-ray CT apparatus according to claim 6.
請求項6に記載のX線CT装置。 Conditions for counting results of photons collected by the energy bins are set for each of the plurality of contrast substances,
The X-ray CT apparatus according to claim 6.
請求項6に記載のX線CT装置。 The scan control unit generates time sequence information including information on the type and injection timing of the contrast substance to be injected into the subject.
The X-ray CT apparatus according to claim 6.
請求項9に記載のX線CT装置。 The scan control unit displays and controls the injection timing for each contrast substance,
The X-ray CT apparatus according to claim 9.
請求項1に記載のX線CT装置。 The second acquisition unit acquires information regarding the inflow of the plurality of contrast substances based on the obtained results of irradiating the irradiation area with each of the plurality of X-rays having different energies.
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
請求項1に記載のX線CT装置。 The specifying unit specifies the irradiation area including the region of interest in a medical image acquired before setting the irradiation area.
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
被検体の関心対象を含む広域の医用画像に関する医用画像データを取得し、
前記関心対象に応じた関心対象領域を含み、前記広域よりも狭域であり、X線を照射する対象となる照射領域を特定し、
前記照射領域に対する前記X線の照射及び前記照射領域の撮影を繰り返し行わせ、
前記関心対象に流入する造影物質の流入状態に関する情報を取得する、
X線CT装置の制御方法。 The computer is
Obtaining medical image data regarding a wide area medical image including the object of interest of the subject,
identifying an irradiation area that includes a region of interest corresponding to the target of interest, is narrower than the wide area, and is a target for irradiating X-rays;
repeatedly irradiating the irradiation area with the X-rays and photographing the irradiation area;
obtaining information regarding the inflow state of the contrast material flowing into the object of interest;
A method of controlling an X-ray CT device.
被検体の関心対象を含む広域の医用画像に関する医用画像データを取得し、
前記関心対象に応じた関心対象領域を含み、前記広域よりも狭域であり、X線を照射する対象となる照射領域を特定し、
前記照射領域に対する前記X線の照射及び前記照射領域の撮影を繰り返し行わせ、
前記関心対象に流入する造影物質の流入状態に関する情報を取得する、ことを行わせる、
プログラム。 to the computer,
Obtaining medical image data regarding a wide area medical image including the object of interest of the subject,
identifying an irradiation area that includes a region of interest corresponding to the object of interest, is narrower than the wide area, and is a target for irradiating X-rays;
repeatedly irradiating the irradiation area with the X-rays and photographing the irradiation area;
obtaining information regarding an inflow state of contrast material flowing into the object of interest;
program.
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