JP3681610B2 - 終末呼気速度定数と動脈血速度定数との関係式中の定数決定方法およびキセノンct装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、終末呼気速度定数と動脈血速度定数との関係式中の定数決定方法およびキセノンCT装置に関し、一層詳細には、キセノンガス供給装置とX線CT装置等を利用して、脳の血流量を正確に測定可能とする終末呼気速度定数と動脈血速度定数との関係式中の定数決定方法およびキセノンCT装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
X線CT装置により被検体としての、例えば、患者の頭部の断層画像を得ながら、ガス吸入装置から送出されるキセノンガスと酸素ガスとの混合ガスを呼吸用マスクを通じて前記患者に一定時間吸入させた後、通常の空気を呼吸させたときの前記断層画像を解析して患者の頭部の血流を測定する方法が知られている。
【0003】
すなわち、この測定方法によれば、前記混合ガスが、患者の肺から肺静脈中に吸収され心臓を経由して動脈血流として頭部の組織に流れ込み、その頭部組織を経由し静脈血流を通じて心臓にもどされ、該心臓を経由して肺動脈にもどされる。このときの、前記頭部の組織中におけるキセノンガス濃度の時間的変化をX線CT装置により観察し、組織が正常である頭部のキセノンガス濃度の時間的変化と比較することで、前記患者の頭部診断を行うことができるようになっている。
【0004】
この測定方法を用いて脳の血流量を得るためには、脳の組織中におけるキセノンガス濃度とともに、動脈中のキセノンガス濃度が必要となる。近時、この動脈中のキセノンガス濃度として、非侵襲的な方法で検出が可能な終末呼気中のキセノンガス濃度を代用している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本出願の発明者は、動脈中のキセノンガス濃度と終末呼気中のキセノンガス濃度との相関関係を見出し、これを明らかにしている{「The Effect of Xenon Inhalation Speed on Cerebral Blood Flow Obtained Using the End-Tidal Method in Xenon-Enhanced CT」、Shigeru Sase、Journal of Computer Assisted Tomography、22(5):786-791、1998参照}。
【0006】
この相関関係とは、動脈中のキセノンガス濃度の速度定数が、変換定数を用いて、終末呼気中のキセノンガス濃度の速度定数の一次指数関数で表されるというものである。
【0007】
この発明は、このような知見を考慮してなされたものであり、動脈中の血流のキセノンガスの濃度と、終末呼気中のキセノンガスの濃度との相関関係を利用することによって、終末呼気中のキセノンガスの濃度を用いて脳の血流量を正確に求めることを可能とする、終末呼気速度定数と動脈血速度定数との関係式中の定数決定方法およびキセノンCT装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る終末呼気速度定数と動脈血速度定数との関係式中の定数決定方法は、キセノンCT検査に係る終末呼気速度定数をKeとし、動脈血速度定数をKaとしたときの関係式
Ka=γ×(1−exp(−Ke/γ))
中の定数γを決定する方法において、
キセノンCT画像上で白質を含む関心領域を設定するAステップと、
呼気キセノンガス濃度測定値Ce(t):tは時間であり変数、を一次指数関数式Ce(t)=Ae×(1−exp(−Ke×t)):Aeは定数、に代入して前記終末呼気速度定数Keを求め、求めた終末呼気速度定数Keと定数γの仮定値とを前記関係式に代入して前記動脈速度定数Kaを求め、さらに、求めた動脈速度定数Kaを他の一次指数関数式Ca(t)=Aa(1−exp(−Ka×t)):Aaは定数、に代入して動脈キセノンガス濃度Ca(t)を求め、求めた動脈キセノンガス濃度Ca(t)と設定した関心領域のキセノンガス濃度測定値とをKety−Schmidt式に代入し、該Kety−Schmidt式中のキセノン分配係数λが所定の目標値に最も近づくように前記定数γの仮定値を変化させて前記定数γを求めるBステップとを備えている(請求項1記載の発明)。このように、キセノン分配係数λを指標として定数γを求めることによって、該定数γの正確な値を得ることができる。
なお、上記動脈血速度定数Kaについての関係式、上記キセノンガス濃度測定値Ce(t)についての一次指数関数式及び上記動脈キセノンガス濃度Ca(t)についての他の一次指数関数式は、発明の実施の形態の項中の、それぞれ、(4)式、(6)式及び(2)式に対応する。
【0009】
また、前記Bステップでは、前記定数γを0.24から7.7の間の所望の範囲で変化させて前記分配係数λを計算し、前記分配係数λが前記目標値に最も近づく前記定数γを求めている(請求項2記載の発明)。このように、考慮すべき定数γの範囲を限定することによって、定数γを求めるための処理時間を短縮することができる。
【0010】
この場合、前記所望の範囲を、0.3から2.5までの範囲としてもよい(請求項3記載の発明)。
【0011】
また、前記Bステップでは、前記関心領域に含まれる所定画素毎に、前記分配係数λ値が前記目標値に最も近づく前記定数γを求め、得られた定数γ値を平均して目的の定数γ値としている(請求項4記載の発明)。このため、定数γを一層正確に求めることができる。
【0012】
さらに、前記Aステップでは、前記関心領域を脳の白質を含む領域に設定し、前記Bステップでは、前記目標値をヘマトクリット値に応じて決定している(請求項5記載の発明)。このため、脳の血流量を求めるための定数γを正確に求めることができる。
【0013】
この発明に係るキセノンCT装置は、被検体にキセノンガスを供給するガス供給装置と、前記被検体の終末呼気中のキセノンガスの濃度(以下、呼気キセノンガス濃度と記す。)Ce(t):tは時間であり変数、を測定するための濃度測定装置と、前記被検体の被検査部位のキセノンガスの濃度(以下、被検査部位キセノンガス濃度と記す。)を得るために前記被検査部位のCT画像データを取得するX線CT装置本体と、前記CT画像データに基づいて前記被検査部位キセノンガス濃度を求めるとともに、該被検査部位キセノンガス濃度および前記呼気キセノンガス濃度Ce(t)に基づいて前記被検査部位の血流量を求めるデータ処理装置と、を備えたキセノンCT装置において、前記データ処理装置は、前記呼気キセノンガス濃度の速度定数(以下、呼気速度定数と記す。)Keを動脈中の血流のキセノンガスの濃度(以下、動脈キセノンガス濃度と記す。)の速度定数(以下、動脈血速度定数と記す。)Kaに変換するための関係式Ka=γ(1−exp(−Ke/γ))中の変換定数γの真値を確定する場合に、前記呼気キセノンガス濃度Ce(t)を一次指数関数式Ce(t)=Ae×(1−exp(−Ke×t)):Aeは定数、に代入して前記呼気速度定数Keを求め、求めた呼気速度定数Keと変換定数γの仮定値とを前記関係式に代入して前記動脈速度定数Kaを求め、さらに、求めた動脈速度定数Kaを他の一次指数関数式Ca(t)=Aa(1−exp(−Ka×t)):Aaは定数、に代入して動脈キセノンガス濃度Ca(t)を求め、求めた動脈キセノンガス濃度Ca(t)とCT画像上で設定した白質を含む関心領域のキセノンガス濃度とをKety−Schmidt式に代入し、該Kety−Schmidt式中のキセノンガスの分配係数λが所定の目標値に最も近づくときの前記変換定数γを真値として確定するようにするが、確定する際に、変換定数γを求める変換定数設定手段を備え、前記変換定数設定手段は、前記変換定数γの仮定値を設定するとともに、前記キセノン分配係数λが所定の目標値に最も近づくように該仮定値を変化させる仮定値設定手段を有する(請求項6記載の発明)。このように、分配係数λを指標として変換定数γを求めることによって、該変換定数γの正確な値を得ることができる。
【0015】
また、前記変換定数設定手段は、前記変換定数γの仮定値に基づいて、前記呼気速度定数Keから前記動脈血速度定数Kaの仮算出値を求める仮速度定数設定手段と、前記動脈血速度定数Kaの仮算出値と前記被検査部位キセノンガス濃度とから、前記分配係数λの仮算出値を求める仮分配係数算出手段と、前記変換定数γの各仮定値に基づいて得られた前記分配係数λの各仮算出値のうち、前記目標値に最も近づくものに対応する前記変換定数γの仮定値を、前記真値として確定すべき抽出仮定値として抽出する変換定数抽出手段とを有する(請求項7記載の発明)。
【0016】
さらに、前記変換定数設定手段は、前記抽出仮定値のうち、該抽出仮定値に対応する前記分配係数λの仮算出値が所定の濾過範囲内に含まれるものを、前記真値として確定すべき濾過値として求めるフィルタリング手段を有する(請求項8記載の発明)。
【0017】
そして、前記変換定数設定手段は、前記関心領域に対応する前記CT画像データに含まれる各画素のデータのうち、所定の複数の画素に対応するデータに基づいて得られた前記被検査部位キセノンガス濃度をそれぞれ抽出するROIデータ抽出手段と、抽出された前記被検査部位キセノンガス濃度に基づいてそれぞれ得られた前記濾過値の平均値を前記変換定数γの真値として求める平均値算出手段とを有する(請求項9記載の発明)。
【0018】
このため、変換定数γを一層正確に求めることができる。
【0019】
また、前記仮定値設定手段は、前記変換定数γの仮定値を0.24から7.7の間の所望の範囲で変化させている(請求項10記載の発明)。このように、考慮すべき仮定値の範囲を限定することによって、変換定数γを求めるための処理時間を短縮することができる。
【0020】
この場合、前記所望の範囲を、0.3から2.5までの範囲としてもよい(請求項11記載の発明)。
【0023】
また、キセノンCT装置は、前記血流量および/または前記分配係数λの分布図を表示する表示装置を有する(請求項13記載の発明)。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【0025】
図1は、この一実施の形態の脳血流量測定装置10の全体的構成を示している。また、図2は、図1に示す脳血流量測定装置10のブロック図を示している。
【0026】
図1および図2において、脳血流量測定装置10は、人等の被検体12に対するキセノンCT検査を行うためのキセノンCT装置であり、基本的には、被検体12の断層映像(キセノンCT画像)を得るX線CT装置14と、被検体12にキセノン(Xe)と酸素(O 2 )の混合ガスを供給する混合ガス供給装置16とから構成される。
【0027】
X線CT装置14は、X線CT装置本体18と、該X線CT装置本体18を制御するとともに混合ガス供給装置16を制御する制御装置20とから構成される。制御装置20はX線CT装置本体18により得られた画像データ等を処理するデータ処理装置としても機能する。なお、制御装置20を、X線CT装置本体18を制御する制御装置と、混合ガス供給装置16を制御する制御装置とに物理的に分離して構成することもできる。
【0028】
図1に示すように、X線CT装置本体18には、被検体12を載せた状態で矢印AB方向に移動される移動テーブル22が上面に配置された被検体載せ台24と、円筒状の開口26が形成されたガントリ32とが備えられている。ガントリ32には、その円筒状の開口26の回りを例えば矢印a方向に旋回するように構成されたX線管28(図2参照)と、前記開口26の回りの円周上に配置された複数の検出器からなる検出器30(図2参照)とが配されている。
【0029】
図1に示すように、混合ガス供給装置16は、キセノンガスボンベ36と酸素ガスボンベ38と、これらからのキセノンガスおよび酸素ガスを内部のコンピュータ40の制御のもとに混合する吸入装置本体42と、この吸入装置本体42に一端側が接続され、かつ他端側が呼吸用マスク44に接続される導管46とを有している。
【0030】
この場合、導管46は、吸気管46aと呼気管46bおよび呼吸用マスク導管46cとから構成されている。そして、呼吸用マスク44にはキセノンガス濃度測定センサ(濃度測定装置)48が取り付けられ、その濃度測定センサ48の検出信号がコンピュータ40に供給され、コンピュータ40により呼気中のキセノンガスの濃度が計算されるようになっている。
【0031】
混合ガス供給装置16の全体動作を制御するコンピュータ40は、制御装置20と電気的に接続され、相互に通信を行うように構成されている。
【0032】
X線CT装置14の制御装置20は、図2に示したように、制御装置及び処理装置として機能するコンピュータ50を有し、このコンピュータ50によりX線CT装置本体18と混合ガス供給装置16の動作を制御するとともに、ガントリ32内の検出器30により検出された、被検体12の被検査部位としての脳54の断層画像を構成する画素データを処理し、該断層画像等を作成する。
【0033】
コンピュータ50には、さらに、マウス51(図1参照)やキーボードを有する操作コンソール52と、光磁気ディスク装置や磁気ディスク装置等の外部記憶装置55と、カラーCRT等の表示装置56とが接続されている。
【0034】
図1および図2例の脳血流量測定装置10において、実際上、操作コンソール52は、表示装置56の画面上に表示され、マウス51により操作されるマウスポインタにより画面上の該当表示をクリックすることにより該当表示が示す処理の実行を指示する。
【0035】
前記表示装置56上には、後述するように、コンピュータ50による処理を通じて、X線CT装置本体18により得られたCT画素データにより表される脳54の断層画像(いわゆるCT画像)等がカラーあるいはモノクロームで表示されるとともに、脳血流量の画像が表示される。また、表示装置56の画面上に表示された画像は、制御装置20に内蔵されたプリンタによりプリントアウトし、カラーまたはモノクロームのハードコピー57(図1参照)として出力することができるようになっている。
【0036】
次にこの実施の形態の動作について、図3に示すフローチャートに基づき説明する。フローチャートの制御主体はコンピュータ50である。
【0037】
まず、ステップS1において、医師等のオペレータが操作コンソール52を操作し、図4に示すように、被検体載せ台24上に被検体12を載せた状態で移動テーブル22を矢印B方向に移動させ、被検体12の脳54の断層画像が撮影できる位置で停止させる。
【0038】
次いで、ステップS2において、図4に示したように、呼吸用マスク44が被検体12の口と鼻部を覆うように取り付けられる。
【0039】
そして、ステップS3では、図4に示した測定可能状態において操作コンソール52が操作されることで、制御装置20のコンピュータ50からの測定開始指令が混合ガス供給装置16のコンピュータ40およびX線CT装置本体18にそれぞれ送られる。
【0040】
このとき、まず、ステップS4において、X線CT装置本体18による脳54の断層画像、いわゆるベースラインCT画像が撮影されて外部記憶装置55に取り込まれる。
【0041】
次に、混合ガス供給装置16のコンピュータ40による制御の下に、キセノンガスボンベ36と酸素ガスボンベ38から送出されるキセノンガスと酸素ガスとが吸入装置本体42によりキセノンガス30%酸素70%の割合で混合され、吸気管46a、呼吸用マスク導管46cおよび呼吸用マスク44を通じて被検体12の肺に供給され、かつ被検体12の肺を通じて排出される呼気ガスが呼吸用マスク44、呼吸用マスク導管46cおよび呼気管46bを通じて吸入装置本体42にもどされる。
【0042】
このとき、ステップS5において、被検体12に対する混合ガスの供給開始時点から、混合ガス中のキセノンガスの濃度が所定値(この場合、30%)となるようにコンピュータ40により混合ガス供給装置16が制御されて測定が開始されることで、吸入過程、いわゆるWash−inが開始される。
【0043】
なお、混合ガス供給装置16として、例えば、この出願人による特公平3−33326号公報に開示された装置を用いることができ、呼気中のキセノンガスの濃度測定が測定開始時点から例えば40ms毎に行われる。
【0044】
そして、ステップS6においては、被検体12に対する混合ガスの吸気開始時点から、後述する飽和判断、洗い出し過程、いわゆるWash−out過程への切り替え等の処理を行いながら約60s毎にガントリ32中のX線管28からX線が被検体12に対して放射され、被検体12を通過したX線が検出器30により検出されることで脳54の断層映像が約60s毎に撮像され、CT画素データとしてコンピュータ50に取り込まれる。
【0045】
次いで、ステップS7において、このCT画素データからCT値(すなわち、ハウンスフィールドユニット[HU])が各画素毎に抽出され、さらに、このCT値に基づき脳組織中のキセノンガス濃度が各画素毎に計算される。なお、この実施の形態において画素の大きさは約0.5mm角としているが、適当な大きさに変更することが可能である。
【0046】
また、各画素のキセノンガス濃度は、移動平均法を用いて計算される。すなわち、複数個(7×7個、9×9個、11×11個等であり、好ましくは、9×9個)の画素で構成された測定領域から各画素毎にキセノンガス濃度を求め、さらに、測定領域全体におけるこれらキセノンガス濃度の平均値を、測定領域の例えば中心に位置する画素のキセノンガス濃度として算出する。そして、測定領域を1画素単位または複数の画素単位(例えば、測定領域単位である9画素単位)の幅で移動させながら、各画素のキセノンガス濃度を算出する。
【0047】
なお、発明の理解を容易にするために、以下の説明において、「画素毎に」とあるのは、便宜上、脳54を構成する「組織毎にあるいは各組織毎に」と同じ意味であるものとする。
【0048】
このようにして、図5に示すように、被検体12の被検査部位のキセノンガス濃度としての、脳54の各組織毎のキセノンガス濃度(脳キセノンガス濃度)Cb(T)[mg/g]{Tは測定時点[s]で、T=0、62、123、183、243、303、363、424、484、544、…等約60s(1min)毎の値をとる。}を得ることができる。
【0049】
次いで、ステップS8において、この脳キセノンガス濃度Cb(T)の増加の割合が、予め定めてある所定値より小さくなった場合には、飽和状態になったものと判断し、続くステップS9において、洗い出し過程が済んでいるかどうかの判断をした後、ステップS10において、混合ガスの供給を中止し、混合ガスの代わりに通常の空気を送る、いわゆる洗い出しを行う。
【0050】
さらに、ステップS6の処理を約1min(60s)毎、ステップS7の処理を40ms毎に行いながら、洗い出し過程が終了した後には(ステップS9の判断が肯定的になった後には)、ステップS11において、脳キセノンガス濃度Cb(T)が所定値以下になったことが確認されるまで、同様に約1min毎にステップS6、40ms毎にステップS7の処理を行う。そして、脳キセノンガス濃度Cb(T)が所定値以下になったとき(ステップS11:YES)、ステップS12において、キセノンガス濃度測定センサ48で求めた呼気の濃度データと脳54の脳キセノンガス濃度Cb(T)とに基づき、以下に説明するように、脳血流量を算出する。
【0051】
そして、続くステップS13においては、算出結果等に基づき表示装置56上に後述する各種の表示を行う。
【0052】
次いで、脳54の組織毎の脳血流量を算出するためのステップS12の処理について詳しく説明する。
【0053】
まず、脳血流量を算出するためのアルゴリズムについて説明する。なお、以下の説明においては、任意の測定時点t[s]における、終末呼気中のキセノンガスの濃度(呼気キセノンガス濃度)をCe(t)[mg/ml]とし、動脈(この場合は、肺動脈以外の動脈であり、例えば、頸動脈である。)中の血流のキセノンガスの濃度、すなわち、脳54に流れ込む動脈血流のキセノンガスの濃度(動脈キセノンガス濃度)をCa(t)[mg/ml]とし、動脈キセノンガス濃度Ca(t)の速度定数(動脈血速度定数)をKa[min-1]とし、呼気キセノンガス濃度Ce(t)の速度定数(終末呼気速度定数)をKe[min-1]とし、脳血流量をf[ml/g/min]とし、脳/血液分配係数(被検体12の脳54と血液との間のキセノン分配係数)をλとする。
【0054】
次の(1)式は、この一実施の形態において脳血流量fを求めるために用いられるKety−Schmidtの式である。
【0055】
Cb(T)
=f×∫Ca(t)×exp(−f×(T−t)/λ)dt … (1)
ここで、右辺の定積分の変域は[0,T]である。
【0056】
前記(1)式中の左辺の脳キセノンガス濃度Cb(T)は、測定時点TにおいてX線CT装置14で取得されたCT画像データに含まれるCT値に基づいて求められている。
【0057】
一方、前記(1)式中の右辺の定積分の解は、次の手順で求められる。
【0058】
図6は、実験データ等に基づいて得られた動脈キセノンガス濃度Ca(t)の特性を示している。この図6中、時点t=0〜wの期間は、吸入過程(Wash−in)の期間であり、時点t=w〜9の期間は、洗い出し過程(Wash−out)の期間である。
【0059】
動脈キセノンガス濃度Ca(t)の時間的変化(測定時点tに対する変遷)の特性は、最小自乗法により、Wash−in期間では例えば次の(2)式の一次指数関数で近似することができ、Wash−out期間では例えば次の(3)式の一次指数関数で近似することができることが知られている。
【0060】
Ca(t)=Aa×(1−exp(−Kai×t)) … (2)
Ca(t)=Caw×exp(−Kao×(t−w)) … (3)
ここで、Aaは所定の定数であり、Cawは時点t=wにおける動脈キセノンガス濃度Ca(t)の値である。また、Kaiは、Wash−in期間における動脈血速度定数Kaであり、Kaoは、Wash−out期間における動脈血速度定数Kaである。
【0061】
前記(2)式および(3)式中の動脈血速度定数Kai、Kaoは、呼気キセノンガス濃度Ce(t)の呼気速度定数Kei、Keo(Keiは、Wash−in期間における呼気速度定数Keであり、Keoは、Wash−out期間における呼気速度定数Keである。)から求めることができる。特に、この一実施の形態においては、本出願の発明者によって明らかにされた、動脈血速度定数Kai、Kaoと呼気速度定数Kei、Keoの関係式{次の(4)式および(5)式}によって求められる。
【0062】
Kai=γ×(1−exp(−Kei/γ)) … (4)
Kao=γ×(1−exp(−Keo/γ)) … (5)
ここで、γは、Ke/Ka変換定数であり、肺におけるガス交換能を表すパラメータである。
【0063】
そして、前記(4)式および(5)式中の呼気速度定数Kei、Keoは、濃度測定センサ48で得られる呼気キセノンガス濃度Ce(t)のデータ{図6に示す動脈キセノンガス濃度Ca(t)と類似の時間的変化の特性を有する。}から最小自乗法によって得られる例えば次の(6)式および(7)式からそれぞれ求められる。
【0064】
Ce(t)=Ae×(1−exp(−Kei×t)) … (6)
Ce(t)=Cew×exp(−Keo×(t−w)) … (7)
ここで、Aeは所定の定数であり、Cewは時点t=wにおける呼気キセノンガス濃度Ce(t)の値である。
【0065】
すなわち、動脈血速度定数Kai、Kaoは、Ke/Ka変換定数γを特定することによって、実測値である呼気キセノンガス濃度Ce(t)に基づいて求めることができる。
【0066】
ここで、Ke/Ka変換定数γの値がとり得る範囲を特定するための手順について説明する。
【0067】
図7は、下田らによって開示された、呼気速度定数Keと動脈血速度定数Kaとの関係を記録した実験データ(記号「□」で示す。)を表すグラフである(「Discrepancy of xenon concentrations between end-tidal and blood collection methods in xenon-enhanced computed tomographic measurement of cerebral blood flow」、M.Shimoda, et al.、Neuroradiology、35:66-68、1992参照)。
【0068】
また、図8は、前記(4)式および(5)式(この場合、Ka=KaiまたはKa=Kaoとする。)の特性を、γ=0.5、1、2、4、8の場合毎に表したグラフである。
【0069】
そして、図9は、図7のグラフに図8のグラフ{この場合、γ=0.3、2.5(実線で示す。)、0.24、7.7(破線で示す。)}が重ね合わされたグラフである。
【0070】
図9に示すように、記号「□」の位置は、破線で示すγ=0.24および7.7のときの前記(4)式および(5)式の特性を表す曲線に挟まれた領域に全て含まれており、特に、実線で示すγ=0.3および2.5のときの特性を表す曲線に挟まれた領域に多く含まれている。
【0071】
すなわち、図7の呼気速度定数Keと動脈血速度定数Kaとの関係に基づいて得られるKe/Ka変換定数γは、全て、γ=0.24〜7.7の範囲に含まれ、また、その多くは、γ=0.3〜2.5の範囲に含まれることとなる。このため、前記(4)式および(5)式中のKe/Ka変換定数γの値の範囲は、γ=0.24〜7.7の範囲、特に、γ=0.3〜2.5の範囲に限定することができる。
【0072】
このように、Ke/Ka変換定数γの値がとり得る範囲を特定することによって、後述するようにKe/Ka変換定数γの仮定値γαを変化させるべき範囲を制限することができるため、処理時間の短縮化を図ることができる。
【0073】
なお、このKe/Ka変換定数γの値の範囲は、図7に示した実験データを例えば補完する他の実験データに基づいて変更することが可能である。
【0074】
次に、Ke/Ka変換定数γの値を特定するための手順について説明する。
【0075】
この一実施の形態では、以下に説明するLGC法(Lambda-Guided Calculation Method)、すなわち、前記(1)式中の脳/血液分配係数λを指標としてKe/Ka変換定数γを求める手法を用いて該Ke/Ka変換定数γを特定することを主な特徴としている。
【0076】
このLGC法では、まず、所望の範囲(例えば、γ=0.3〜2.5の範囲)に含まれるKe/Ka変換定数γの任意の値を仮定値γαとして定めて、この仮定値γαと測定値である呼気キセノンガス濃度Ce(t)とから前記(2)式〜(4)式に基づいて動脈キセノンガス濃度Ca(t)を求める。そして、この動脈キセノンガス濃度Ca(t)と各測定時点Tにおける測定値である脳キセノンガス濃度Cb(T)とから前記(1)式の計算処理を行うことによって、前記仮定値γαに対応する脳/血液分配係数λの仮算出値λαを求める。
【0077】
同様に、仮定値γαを所望の範囲内で変化させながらこの仮定値γαに対応する仮算出値λαをそれぞれ求める。そして、これら仮算出値λαを指標としての後述する目標値λτと比較することによって、この目標値λτに最も近い仮算出値λαを抽出し、この仮算出値λαに対応する仮定値γα(すなわち、仮算出値λαが目標値λτに最も近づくときの仮定値γα)を真のKe/Ka変換定数γとして確定する。
【0078】
このように、指標としての脳/血液分配係数λの目標値λτに基づいてKe/Ka変換定数γを求めることができるのは、脳54の特に白質部分において、脳/血液分配係数λと動脈血速度定数Kai、Kaoとの間に次のような相関関係があるためである。
【0079】
図10は、脳/血液分配係数λと動脈血速度定数Kai、Kaoとの関係を表すグラフである。動脈血速度定数Kai、Kaoが正しい値(REAL値)であるとき、白質部分における脳/血液分配係数λの値は約1.5となることが知られている。一方、動脈血速度定数Kai、Kaoが過大評価または過小評価されたとき、脳/血液分配係数λの値は1.5から離れる。
【0080】
このため、脳/血液分配係数λの仮算出値λαが約1.5となるときの動脈血速度定数Kai、Kaoの値を正しい値とみなし、さらに、このような正しい値の動脈血速度定数Kai、Kaoを前記(4)式または(5)式から得ることが可能な仮定値γαを真のKe/Ka変換定数γと判断することができる。
【0081】
なお、白質部分における脳/血液分配係数λの正確な値は、後述するように、計算によって求めることができる。
【0082】
次に、コンピュータ40における、図3の前記ステップS12の処理(脳血流量算出処理)を行うための手段(データ処理手段)について説明する。
【0083】
図11は、コンピュータ40のデータ処理手段100の概略的な構成を示す機能ブロック図である。
【0084】
データ処理手段100は、真のKe/Ka変換定数γを求めるとともに、このKe/Ka変換定数γに基づいて動脈血速度定数Kai、Kaoを求めるγ設定手段(変換定数設定手段)102と、このγ設定手段102で求められた動脈血速度定数Kai、Kaoに基づいて脳血流量fおよび脳/血液分配係数λを求めるf・λ算出手段104と、これらKe/Ka変換定数γ、脳血流量fおよび脳/血液分配係数λ等に基づいて出力用の画像データ等を形成する出力処理手段106とを備えている。
【0085】
図12は、γ設定手段102の概略的な構成を示す機能ブロック図である。γ設定手段102は、Ke算出手段110、Ke/Ka変換手段(仮速度定数設定手段)112、仮定値設定手段114およびKa記憶手段116を備えている。
【0086】
Ke算出手段110は、まず、混合ガス供給装置16の濃度測定センサ48(図1参照)で所定時間(40ms)毎に検出され、外部記憶装置55に記憶されている呼気キセノンガス濃度Ce(t)を該外部記憶装置55から読み出す。そして、この呼気キセノンガス濃度Ce(t)から最小自乗法によって、前記(6)式および(7)式として示した近似式(特に、これら式中の呼気速度定数Kei、Keo)を求める。
【0087】
Ke/Ka変換手段112は、Ke算出手段110からの呼気速度定数Kei、Keoと、仮定値設定手段114からのKe/Ka変換定数γの仮定値γαとに基づいて前記(4)式および(5)式の計算処理を行うことによって、動脈血速度定数Kai、Kaoの仮算出値Kaiα、Kaoαを求める。
【0088】
この場合、仮定値設定手段114は、後述するK−S演算手段124からの制御信号に従って、仮定値γαを、例えば0.3から2.5まで、例えば0.01ずつ増加させる。
【0089】
Ka記憶手段116には、仮定値設定手段114からの仮定値γαと、これに対応するKe/Ka変換手段112からの仮算出値Kaiα、Kaoαがそれぞれ蓄積される。
【0090】
また、γ設定手段102は、ROIデータ抽出手段120、目標λ値(目標値)算出手段122、K−S演算手段(仮分配係数算出手段)124およびγ値確定手段126を備えている。
【0091】
図13は、脳54の断層画像β上に設定された関心領域ROIを示している。
【0092】
図12のROIデータ抽出手段120は、図13に示すように、オペレータによって操作コンソール52を通じて設定された関心領域ROI(図13中、○印で示した領域参照)に含まれる画素を特定する。
【0093】
この場合、オペレータは、表示装置56の画面128上に表示された脳54の断層画像β(特に、大脳基底核が出現する断層面の画像)から、特定の領域(好ましくは、白質が多く存在する前頭葉白質部βwが含まれるような領域)を円で囲む操作によって、関心領域ROIの設定作業を行う。
【0094】
このように、前頭葉白質部βwを囲むように関心領域ROIを設定することによって、関心領域ROIの設定作業にオペレータの主観が反映されてしまうことを防止できる。なお、画像処理によって、前頭葉白質部βwの位置を検出することにより、関心領域ROIを自動的に設定するようにしてもよい。
【0095】
また、ROIデータ抽出手段120は、図12に示すように、X線CT装置本体18の検出器30(図2参照)で所定の時間間隔(約60s)の測定時点T毎に検出され、外部記憶装置55に記憶されている脳キセノンガス濃度Cb(T)から、関心領域ROIに含まれる画素に対応するものを抽出する。
【0096】
この場合、脳キセノンガス濃度Cb(T)は、図2に示すように、X線CT装置本体18からのCT画像データに基づいて制御装置20で予め計算されて、外部記憶装置55に記憶されているものとする。また、脳キセノンガス濃度Cb(T)を求める際には、上述したように、ノイズを除去するのに適切な、例えば、9×9個の画素範囲における移動平均処理が施されている。
【0097】
図12に示すように、K−S演算手段124は、ROIデータ抽出手段120からの脳キセノンガス濃度Cb(T)(測定時点Tの情報も含んでいる。)と、Ke/Ka変換手段112からの動脈血速度定数Kai、Kaoの仮算出値Kaiα、Kaoαとに基づいて、前記(1)式〜(3)式を用いた計算処理を行う。なお、前記(2)式および(3)式中のKai、Kaoは、Kaiα、Kaoαに置き換えて計算を行う。
【0098】
この計算処理によって得られた脳/血液分配係数λの仮算出値λαは、これに対応する仮定値設定手段114からの仮定値γαとともに、γ値確定手段126に供給される。なお、この計算処理では、実際には、脳血流量fも求められるが、この脳血流量fはγ値確定手段126では考慮されない。
【0099】
また、K−S演算手段124は、1つの仮定値γαに基づく仮算出値λαの算出処理が終わると、次の仮定値γα(0.01だけ値が増加した仮定値γα)を出力させるための制御信号を仮定値設定手段114に対して出力する。
【0100】
γ値確定手段126には、K−S演算手段124からの仮算出値λαとともに、目標λ値算出手段122からの脳/血液分配係数λの目標値λτも供給されている。
【0101】
この目標値λτは、正常(健常)な脳54の白質部分の脳/血液分配係数λであり、操作コンソール52を通じてオペレータによって入力された、例えば被検体12のヘマトクリット値(赤血球容積率)H[%]に基づいて求められる。この場合、ヘマトクリット値Hは、被検体12の血液から得ることができる。
【0102】
目標値λτは、実際には、図14のλ−Hグラフ130をヘマトクリット値Hで検索することによって求められる。このλ−Hグラフ130は、ベール(N.Veall)らによって明らかにされた、脳54の白質部分における脳/血液分配係数λとヘマトクリット値Hとの関係を記録したものである(「The Partition of Trace Amounts of Xenon Between Human Blood and Brain Tissues at 37℃」、N.Veall, et al.、Phys. Med. Biol.、1965、Vol.10、No.3、375-380参照)。
【0103】
この場合、図14のλ−Hグラフ130の特性を表す計算式や、前記特性が記録されたテーブルを用いて、ヘマトクリット値Hから目標値λτを得るようにしてもよい。
【0104】
なお、脳54の白質部分の脳/血液分配係数λは、約1.5であることが知られている。従って、この値(約1.5)を目標値λτとして設定するようにしてもよい。
【0105】
図12に示すように、γ値確定手段126は、K−S演算手段124からの各仮定値γαに対応する仮算出値λαを、目標λ値算出手段122からの目標値λτと比較することによって、真のKe/Ka変換定数γを特定する処理を行う。なお、この処理は、仮定値設定手段114から最後の仮定値γα(例えば、2.5)が出力されたことを伝える制御信号に基づいて開始するようにしてもよい。
【0106】
図15は、γ値確定手段126における、目標値λτを指標として真のKe/Ka変換定数γを特定するための手段{γ値(変換定数)抽出手段144、フィルタリング手段146、平均値算出手段148}を示す機能ブロック図である。
【0107】
図16に示すように、γ値確定手段126においては、K−S演算手段124からの各仮定値γαに対応する仮算出値λαが、画素番号p(p=1、2、…)毎にテーブル140pとして分類されている。さらに、これらテーブル140p中においては、仮算出値λαが各仮定値γα毎に分類されている。
【0108】
図15および図16に示すように、γ値抽出手段144は、目標値λτを用いて、各テーブル140p中から目標値λτと最も値が近い仮算出値λαを検索する。そして、検索された仮算出値λαとこれに対応する仮定値γα(すなわち、仮算出値λαが目標値λτに最も近づくときの仮定値γα)を、それぞれ抽出仮算出値λα′、抽出仮定値γα′として抽出する。
【0109】
図17に示すように、この抽出処理を経て、抽出仮算出値λα′および抽出仮定値γα′が画素番号p毎に分類されたテーブル142が作られる。
【0110】
図15および図17に示すように、フィルタリング手段146は、テーブル142中の画素番号p、抽出仮算出値λα′および抽出仮定値γα′の組から、抽出仮算出値λα′が所定の濾過範囲から外れている組を除去する。この場合、この濾過範囲は、目標値λτに基づいて設定された範囲であり、例えば、目標値λτに対して該目標値λτの10%の値を加減算して得られた値(λτ±λτ×10%)を上下限値とした範囲とすることが好ましい。
【0111】
このようなフィルタリング処理を行うことによって、脳54の白質部分に対応する抽出仮算出値λα′および抽出仮定値γα′の組が濾過値として抽出される。
【0112】
続いて、平均値算出手段148は、フィルタリング手段146におけるフィルタリング処理を経たテーブル142′中の抽出仮定値γα′の平均値(すなわち、関心領域ROI中の白質部分に対応する抽出仮定値γα′の平均値)を求める。そして、この平均値を、真のKe/Ka変換定数γ(真値)として確定する。
【0113】
なお、図12のγ値確定手段126においては、Ke/Ka変換定数γの仮定値γαを振動させて、仮算出値λαが目標値λτに収束したとき(すなわち、仮算出値λαが目標値λτに基づく収束条件を満足したとき)に得られた仮定値γαを抽出仮定値γα′とするようにしてもよい。
【0114】
図12に示すように、γ値確定手段126で得られたKe/Ka変換定数γは、Ka記憶手段116および出力処理手段106にそれぞれ供給される。
【0115】
Ka記憶手段116は、仮定値設定手段114からの各仮定値γαと、γ値確定手段126からのKe/Ka変換定数γとを比較して、Ke/Ka変換定数γと一致する仮定値γαを抽出する。そして、この仮定値γαに対応する(すなわち、この仮定値γαを用いて求められた)Ke/Ka変換手段112からの仮算出値Kaiα、Kaoαを、真の動脈血速度定数Kai、Kaoとしてf・λ算出手段104に供給する。
【0116】
図11に示すように、f・λ算出手段104は、γ設定手段102からの動脈血速度定数Kai、Kaoと、外部記憶装置55からの脳キセノンガス濃度Cb(T){各測定時点TにX線CT装置14で得られた脳キセノンガス濃度Cb(T)}とに基づいて、各画素毎に前記(1)式〜(3)式を用いた計算処理を行う。そして、この計算処理によって得られた各画素の脳血流量fおよび脳/血液分配係数λを出力処理手段106に供給する。
【0117】
出力処理手段106は、f・λ算出手段104からの脳血流量fおよび脳/血液分配係数λ、並びにγ設定手段102からのKe/Ka変換定数γに基づいて、表示装置56に表示させるための、または、プリンタ58からハードコピー57として出力させるための表示画像データ(後述するfマップMfおよびλマップMλ等の表示画像データ)を形成する。
【0118】
図18〜図21は、表示装置56の画面128を示している。
【0119】
図18および図19は、表示装置56の画面128上にカラーで表示された、脳54のfマップ(脳血流量fの分布図)Mfa、Mfbを示している。また、図20および図21は、表示装置56の画面128上にカラーで表示された、脳54のλマップ(脳/血液分配係数λの分布図)Mλa、Mλbを示している。
【0120】
この場合、図18および図20は、それぞれ、呼気速度定数Kei、Keoから動脈血速度定数Kai、Kaoを得る際にKe/Ka変換定数γによる補正が施された場合{すなわち、前記(4)式および(5)式に基づいて動脈血速度定数Kai、Kaoを得た場合}のfマップMfaおよびλマップMλaを示しており、一方、図19および図21は、それぞれ、Ke/Ka変換定数γによる補正が施されなかった場合{すなわち、前記(4)式および(5)式において、Kai=Kei、かつ、Kao=Keoとした場合}のfマップMfbおよびλマップMλbを示している。
【0121】
なお、図18〜図21例のこれらfマップMfa、MfbおよびλマップMλa、Mλbは、被検体12としての32歳の健常な男性から得られたものである。
【0122】
図18に示す、補正が施されたfマップMfaにおいては、図19に示す、補正が施されなかったfマップMfbに比べて、脳血流量fが高い値となっている。また、図20に示す、補正が施されたλマップMλaにおいては、図21に示す、補正が施されなかったλマップMλbに比べて、脳/血液分配係数λが低い値となっている。
【0123】
すなわち、Ke/Ka変換定数γによる補正が施されなかった場合には、図10に示すように、動脈血速度定数Kai、Kaoが過大評価されるとともに、脳/血液分配係数λが過大評価され、さらに、脳血流量fが過小評価されている。
【0124】
これに対して、Ke/Ka変換定数γによる補正が施された場合には、動脈血速度定数Kai、Kaoおよび脳/血液分配係数λの過大評価が解消され、適正な値の脳血流量fが得られている。
【0125】
図18に示すように、補正が施されたfマップMfaから得られる、脳100g当たりの血流量は、脳54の左半球において約49.7ml/100g/minであり、右半球において約53.2ml/100g/minである。これらは、成人の脳100g当たりの平均的な血流量(約54ml/100g/min)に非常に近い値であり、このことからも、図18のfマップMfaに表されている脳血流量fの値が適正なものであることがわかる。
【0126】
なお、図18〜図21に示したfマップMfa、MfbおよびλマップMλa、Mλbは、それぞれ、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色でカラー表示されているが、さらに多くの色(例えば、13色)でカラー表示を行うようにしてもよい。
【0127】
このように、この発明の一実施の形態においては、脳/血液分配係数λを指標としてKe/Ka変換定数γを求め、さらに、呼気速度定数Kei、Keoから動脈血速度定数Kai、Kaoを求める際に、このKe/Ka変換定数γによる補正を施すようにしている。このため、動脈キセノンガス濃度Ca(t)の代わりとして用いた呼気キセノンガス濃度Ce(t)から、脳血流量fを正確に求めることができる。
【0128】
この場合、Ke/Ka変換定数γは、目標値λτに基づく抽出処理、およびフィルタリング処理を経て得られている。このため、Ke/Ka変換定数γの正確な値を得ることができる。
【0129】
また、Ke/Ka変換定数γは、関心領域ROIを対象とした平均化処理を経て得られている。このため、Ke/Ka変換定数γの一層正確な値を得ることができる。
【0130】
さらに、指標としての目標値λτは、被検体12の血液から得られるヘマトクリット値Hに基づいて求められるため、得られたKe/Ka変換定数γの値の正確性を一層確実なものとすることができる。
【0131】
なお、上述の実施の形態においては、キセノンガスの吸入過程の終了を呼気中のキセノンガス濃度の飽和により判定し(図3のフローチャート中、ステップS8参照)、空気の吸入に切り替えて行われるキセノンガスの洗い出し過程の終了をキセノンガス濃度が所定値以下になることにより判定しているが(図3のフローチャート中、ステップS11参照)、吸入過程を所定時間(例えば、約4min)で終了し、洗い出し過程を所定時間(例えば、約5min)で終了するという時間管理で行うようにしてもよい。
【0132】
また、上述の実施の形態は、頭部の診断ばかりではなく、頭部のように動脈血流が流入して静脈血流として流出する通常の器官(臓器)、例えば、胃、腸、膵臓、肝臓などの被検査部位にも適用することができる。
【0133】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、脳/血液分配係数λを指標として変換定数γを求めるようにしているため、脳血流量を正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態の全体構成を示す斜視的模式図である。
【図2】この発明の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図3】この発明の一実施の形態の動作説明に供されるフローチャートである。
【図4】キセノンガスが供給されている被検体である患者の脳をX線CT装置により撮影している状態を示す側面視的模式図である。
【図5】脳キセノンガス濃度の変化を示す特性図である。
【図6】動脈キセノンガス濃度の変化を示す特性図である。
【図7】呼気速度定数と動脈血速度定数の関係を表すグラフである。
【図8】呼気速度定数と動脈血速度定数との関係式の特性を表すグラフである。
【図9】図7のグラフに図8のグラフが重ね合わされたグラフである。
【図10】脳/血液分配係数と動脈血速度定数の関係を表すグラフである。
【図11】コンピュータのデータ処理手段の概略的な構成を示す機能ブロック図である。
【図12】図11のデータ処理手段のγ設定手段の概略的な構成を示す機能ブロック図である。
【図13】脳の断層画像上に設定された関心領域を示す図である。
【図14】λ−Hテーブルを示す図である。
【図15】図12のデータ処理手段を構成するγ値確定手段における、目標値を指標として真のKe/Ka変換定数を特定するための手段を示す機能ブロック図である。
【図16】各仮定値に対応する仮算出値が画素番号毎に分類されたテーブルを示す図である。
【図17】抽出仮算出値および抽出仮定値が画素番号毎に分類されたテーブルを示す図である。
【図18】表示装置の画面上に表示された、脳のfマップを示す図である。
【図19】表示装置の画面上に表示された、脳のfマップを示す図である。
【図20】表示装置の画面上に表示された、脳のλマップを示す図である。
【図21】表示装置の画面上に表示された、脳のλマップを示す図である。
【符号の説明】
10…脳血流量測定装置 12…被検体
14…X線CT装置 16…混合ガス供給装置
18…X線CT装置本体 20…制御装置
28…X線管 30…検出器
48…濃度測定センサ 50…コンピュータ
52…操作コンソール 54…脳
56…表示装置 100…データ処理手段
102…γ設定手段 104…f・λ算出手段
110…Ke算出手段 112…Ke/Ka変換手段
114…仮定値設定手段 120…ROIデータ抽出手段
122…目標λ値算出手段 124…K−S演算手段
126…γ値確定手段 130…λ−Hグラフ
144…γ値抽出手段 146…フィルタリング手段
148…平均値算出手段 Ca(t)…動脈キセノンガス濃度
Cb(T)…脳キセノンガス濃度 Ce(t)…呼気キセノンガス濃度
Ka…動脈血速度定数 Ke…終末呼気速度定数
f…脳血流量 λ…脳/血液分配係数
λτ…目標値 γ…Ke/Ka変換定数
γα…仮定値 ROI…関心領域
H…ヘマトクリット値 Mfa、Mfb…fマップ
Mλa、Mλb…λマップ
Claims (13)
- キセノンCT検査に係る終末呼気速度定数をKeとし、動脈血速度定数をKaとしたときの関係式
Ka=γ×(1−exp(−Ke/γ))
中の定数γを決定する方法において、
キセノンCT画像上で白質を含む関心領域を設定するAステップと、
呼気キセノンガス濃度測定値Ce(t):tは時間であり変数、を一次指数関数式Ce(t)=Ae×(1−exp(−Ke×t)):Aeは定数、に代入して前記終末呼気速度定数Keを求め、求めた終末呼気速度定数Keと定数γの仮定値とを前記関係式に代入して前記動脈速度定数Kaを求め、さらに、求めた動脈速度定数Kaを他の一次指数関数式Ca(t)=Aa(1−exp(−Ka×t)):Aaは定数、に代入して動脈キセノンガス濃度Ca(t)を求め、求めた動脈キセノンガス濃度Ca(t)と設定した関心領域のキセノンガス濃度測定値とをKety−Schmidt式に代入し、該Kety−Schmidt式中のキセノン分配係数λが所定の目標値に最も近づくように前記定数γの仮定値を変化させて前記定数γを求めるBステップと、
を備えることを特徴とする定数決定方法。 - 請求項1記載の定数決定方法において、
前記Bステップでは、前記定数γを0.24から7.7の間の所望の範囲で変化させて前記分配係数λを計算し、前記分配係数λが前記目標値に最も近づく前記定数γを求める
ことを特徴とする定数決定方法。 - 請求項2記載の定数決定方法において、
前記所望の範囲は、0.3から2.5までの範囲とする
ことを特徴とする定数決定方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の定数決定方法において、
前記Bステップでは、前記関心領域に含まれる所定画素毎に、前記分配係数λ値が前記目標値に最も近づく前記定数γを求め、得られた定数γ値を平均して目的の定数γ値とする
ことを特徴とする定数決定方法。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の定数決定方法において、
前記Aステップでは、前記関心領域を脳の白質を含む領域に設定し、
前記Bステップでは、前記目標値をヘマトクリット値に応じて決定する
ことを特徴とする定数決定方法。 - 被検体にキセノンガスを供給するガス供給装置と、
前記被検体の終末呼気中のキセノンガスの濃度(以下、呼気キセノンガス濃度と記す。)Ce(t):tは時間であり変数、を測定するための濃度測定装置と、
前記被検体の被検査部位のキセノンガスの濃度(以下、被検査部位キセノンガス濃度と記す。)を得るために前記被検査部位のCT画像データを取得するX線CT装置本体と、
前記CT画像データに基づいて前記被検査部位キセノンガス濃度を求めるとともに、該被検査部位キセノンガス濃度および前記呼気キセノンガス濃度Ce(t)に基づいて前記被検査部位の血流量を求めるデータ処理装置と、
を備えたキセノンCT装置において、
前記データ処理装置は、前記呼気キセノンガス濃度の速度定数(以下、呼気速度定数と記す。)Keを動脈中の血流のキセノンガスの濃度(以下、動脈キセノンガス濃度と記す。)の速度定数(以下、動脈血速度定数と記す。)Kaに変換するための関係式Ka=γ (1−exp(−Ke/γ))中の変換定数γの真値を確定する場合に、前記呼気キセノンガス濃度Ce(t)を一次指数関数式Ce(t)=Ae×(1−exp(−Ke×t)):Aeは定数、に代入して前記呼気速度定数Keを求め、求めた呼気速度定数Keと変換定数γの仮定値とを前記関係式に代入して前記動脈速度定数Kaを求め、さらに、求めた動脈速度定数Kaを他の一次指数関数式Ca(t)=Aa(1−exp(−Ka×t)):Aaは定数、に代入して動脈キセノンガス濃度Ca(t)を求め、求めた動脈キセノンガス濃度Ca(t)とCT画像上で設定した白質を含む関心領域のキセノンガス濃度とをKety−Schmidt式に代入し、該Kety−Schmidt式中のキセノンガスの分配係数λが所定の目標値に最も近づくときの前記変換定数γを真値として確定するようにするが、確定する際に、変換定数γを求める変換定数設定手段を備え、前記変換定数設定手段は、前記変換定数γの仮定値を設定するとともに、前記キセノン分配係数λが所定の目標値に最も近づくように該仮定値を変化させる仮定値設定手段を有する
ことを特徴とするキセノンCT装置。 - 請求項6記載のキセノンCT装置において、
前記変換定数設定手段は、
前記変換定数γの仮定値に基づいて、前記呼気速度定数Keから前記動脈血速度定数Kaの仮算出値を求める仮速度定数設定手段と、
前記動脈血速度定数Kaの仮算出値と前記被検査部位キセノンガス濃度とから、前記分配係数λの仮算出値を求める仮分配係数算出手段と、
前記変換定数γの各仮定値に基づいて得られた前記分配係数λの各仮算出値のうち、前記目標値に最も近づくものに対応する前記変換定数γの仮定値を、前記真値として確定すべき抽出仮定値として抽出する変換定数抽出手段と、
を有することを特徴とするキセノンCT装置。 - 請求項7記載のキセノンCT装置において、
前記変換定数設定手段は、前記抽出仮定値のうち、該抽出仮定値に対応する前記分配係数λの仮算出値が所定の濾過範囲内に含まれるものを、前記真値として確定すべき濾過値として求めるフィルタリング手段を有する
ことを特徴とするキセノンCT装置。 - 請求項6記載のキセノンCT装置において、
前記変換定数設定手段は、
前記関心領域に対応する前記CT画像データに含まれる各画素のデータのうち、所定の複数の画素に対応するデータに基づいて得られた前記被検査部位キセノンガス濃度をそれぞれ抽出するROIデータ抽出手段と、
抽出された前記被検査部位キセノンガス濃度に基づいてそれぞれ得られた前記濾過値の平均値を前記変換定数γの真値として求める平均値算出手段と、
を有することを特徴とするキセノンCT装置。 - 請求項6〜9のいずれか1項に記載のキセノンCT装置において、
前記仮定値設定手段は、前記変換定数γの仮定値を0.24から7.7の間の所望の範囲で変化させる
ことを特徴とするキセノンCT装置。 - 請求項10記載のキセノンCT装置において、
前記所望の範囲は、0.3から2.5までの範囲とする
ことを特徴とするキセノンCT装置。 - 請求項6〜11のいずれか1項に記載のキセノンCT装置において、
前記変換定数設定手段は、前記目標値を決定する目標値算出手段を有し、
前記目標値算出手段は、前記被検査部位を前記被検体の脳とし、かつ、前記変換定数γを求めるための前記関心領域を前記脳の白質を含む領域に設定したとき、前記目標値をヘマトクリット値に応じて決定する
ことを特徴とするキセノンCT装置。 - 請求項6〜12のいずれか1項に記載のキセノンCT装置において、
さらに、前記血流量および/または前記分配係数λの分布図を表示する表示装置を有する
ことを特徴とするキセノンCT装置。
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