JP3784916B2 - X線ct装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、流れの測定方法およびX線CT(Computed Tomography)装置に関し、さらに詳しくは、X線CT装置を用いて流れ情報を取得する流れの測定方法およびその流れの測定方法を好適に実施するX線CT装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、血流の方向や速度の測定は、電磁血流計,超音波ドプラ血流計あるいは超音波トランジットタイム血流計を用いて行われており、X線CT装置を用いては行われていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、X線CT装置を用いて血流の方向や速度を測定可能とする流れの測定方法およびその流れの測定方法を好適に実施するX線CT装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
第1の観点では、本発明は、複数のX線検出器を一列に配設した検出器アレイを2段以上並設した多段検出器アレイのうちの少なくとも2つの検出器アレイで同時に第1のデータおよび第2のデータを収集することを繰り返し、前記第1のデータのうちの画像再構成に必要な部分を用いて第1のCT画像を再構成することを所定時間間隔で前記必要な部分を順に新しいデータ部分に変えながら繰り返し、前記第2のデータのうちの画像再構成に必要な部分を用いて第2のCT画像を再構成することを所定時間間隔で前記必要な部分を順に新しいデータ部分に変えながら繰り返し、前記所定時間間隔毎に得られた第1のCT画像の関心領域中のCT値の時間変化を表す第1の変化関数を生成し、前記所定時間間隔毎に得られた第2のCT画像の関心領域中のCT値の時間変化を表す第2の変化関数を生成し、前記第1の変化関数と前記第2の変化関数の時間関係に基づいて流れの方向または速度の少なくとも一方を取得することを特徴とする流れの測定方法を提供する。
上記第1の観点による流れの測定方法では、多段検出器アレイのうちの2つの検出器アレイで同時にデータを収集することを必要な時間だけ続ける(シネスキャン)。次に、収集した各検出器アレイのデータを用いて所定時間間隔のCT画像をそれぞれ再構成する。次に、各CT画像の関心領域中のCT値の時間変化を表す変化関数をそれぞれ生成する。例えば、関心領域が血管の断面部分であり、データを収集している間に血液中の造影剤の部分が撮像位置を通過したとすると、各検出器アレイに対応する変化関数は、(2つの検出器アレイの距離/血流速度)だけ時間がずれ且つ相似した形状になるはずである。そこで、逆に、各検出器アレイに対応する変化関数の時間関係を調べれば、血流の方向と速度とが判る。よって、X線CT装置を用いて流れの方向や速度を測定できることとなる。
【0005】
第2の観点では、本発明は、複数のX線検出器を一列に配設した検出器アレイを2段以上並設した多段検出器アレイのうちの少なくとも2つの検出器アレイで同時に第1のデータおよび第2のデータを収集することを繰り返すデータ収集手段と、前記第1のデータのうちの画像再構成に必要な部分を用いて第1のCT画像を再構成することを所定時間間隔で前記必要な部分を順に新しいデータ部分に変えながら繰り返すと共に前記第2のデータのうちの画像再構成に必要な部分を用いて第2のCT画像を再構成することを所定時間間隔で前記必要な部分を順に新しいデータ部分に変えながら繰り返す画像再構成手段と、前記所定時間間隔毎に得られた第1のCT画像の関心領域中のCT値の変化を表す第1の変化関数を抽出すると共に前記所定時間間隔毎に得られた第2のCT画像の関心領域中のCT値の変化を表す第2の変化関数を生成する変化関数生成手段と、前記第1の変化関数と前記第2の変化関数の時間関係に基づいて流れの方向または速度の少なくとも一方を取得する流れ情報取得手段とを具備したことを特徴とするX線CT装置を提供する。
上記第2の観点によるX線CT装置では、上記第1の観点による流れの測定方法を好適に実施できる。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す本発明の実施形態に基づいて本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【0007】
図1は、本発明の一実施形態にかかるX線CT装置のブロック図である。
このX線CT装置100は、操作コンソール1と、撮影テーブル10と、走査ガントリ20とを具備している。
前記操作コンソール1は、操作者の指示や情報などを受け付ける入力装置2と、スキャン処理や画像再構成処理などを実行する中央処理装置3と、制御信号などを撮影テーブル10や走査ガントリ20へ出力する制御インタフェース4と、走査ガントリ20で取得したデータを収集するデータ収集バッファ5と、画像などを表示するCRT6と、各種のデータやプログラムを記憶する記憶装置7とを具備している。
前記撮影テーブル10は、被検体を乗せて体軸方向に移動させる。
前記走査ガントリ20は、X線管30と、コリメータ50と、2段検出器アレイ60と、X線照射のタイミングや強度を調整するX線コントローラ21と、前記コリメータ50のX線透過スリットの幅や位置を調整するコリメータコントローラ22と、データ収集部23と、被検体の体軸の回りにX線管30や2段検出器アレイ60などを回転させる回転コントローラ24とを具備している。
【0008】
図2は、前記2段検出器アレイ60の模式的斜視図である。
この2段検出器アレイ60は、第1の検出器アレイ61および第2の検出器アレイ62を一体化したものである。第1の検出器アレイ61は、多数のチャネルのX線検出器61(i)を円弧状に配列したものである。同様に、第2の検出器アレイ62は、多数のチャネルのX線検出器62(i)を円弧状に配列したものである。ここで、iは、チャネル番号である。
【0009】
図3は、前記X線CT装置100でスキャンを行う状況の説明図である。
X線管30から放射されたX線は、コリメータ50により絞られて2段検出器アレイ60の第1の検出器アレイ61および第2の検出器アレイ62に入射する。ここで、第1の検出器アレイ61の位置をLOC1とし、第2の検出器アレイ62の位置をLOC2とし、両者の間隔をΔZ(=LOC2−LOC1)とする。
【0010】
図4は、血流情報測定処理のフローチャートである。
ステップS1では、撮影テーブル10は移動させずに、X線管30と2段検出器アレイ60とを被検体の周りに連続的に回転させて、第1の検出器アレイ61および第2の検出器62でデータを連続的に収集する(シネスキャン)。
ステップS2では、終了指示(ステップP7)があるまで前記ステップS1を繰り返す。
【0011】
ステップP1では、第1の検出器アレイ61で収集したデータのうちの画像再構成に必要な部分を用いて第1のCT画像を再構成することを、所定時間間隔で、前記必要な部分を新しいデータ部分に順に変えながら繰り返し、第1のCT画像を連続的に作成し、CRT6に次々に表示する(例えば、データがD1,D2,D3,D4,D5,…とあり、画像再構成に必要な部分が2つのデータとすると、D1+D2,D2+D3,D3+D4,D4+D5,…と言うように、必要な2つのデータ部分を順に新しいデータ部分に変えながらCT画像の再構成を繰り返し、次々に表示する)。図5に、第1のCT画像G1を例示する。同様に、第2の検出器アレイ62で収集したデータのうちの画像再構成に必要な部分を用いて第2のCT画像を再構成することを、所定時間間隔で、前記必要な部分を新しいデータ部分に順に変えながら繰り返し、第2のCT画像を連続的に作成し、CRT6に次々に表示する。このステップP1は、終了指示(ステップP7)があるまで繰り返す。
【0012】
ステップP2では、操作者が、第1のCT画像の中の適当な1枚を選び、その第1のCT画像上に関心領域ROIを設定する。図6に、第1のCT画像G1の中の血管Vの断面を囲むように設定した関心領域ROIを例示する。同様に、第2のCT画像の中の適当な1枚を選び、その第1のCT画像上に関心領域ROIを設定する。
ステップP3では、操作者が、被検体の血液中に造影剤(図3のB)を注入する。
【0013】
ステップP4では、一連の第1のCT画像のそれぞれにおいて、関心領域ROI内の画素のCT値の平均値すなわち第1平均CT値を算出する。また、一連の第2のCT画像のそれぞれにおいて、関心領域ROI内の画素のCT値の平均値すなわち第2平均CT値を算出する。図7に、一連の第1のCT画像および第2のCT画像の生成時刻t1,t2,…と第1平均CT値および第2平均CT値を例示する。
ステップP5では、一連の第1のCT画像の生成時刻t1,t2,…と第1平均CT値からカーブフィッティングにより第1の変化関数f1(t)を求める。また、一連の第2のCT画像の生成時刻t1,t2,…と第2平均CT値からカーブフィッティングにより第2の変化関数f2(t)を求める。図8に、第1の変化関数f1(t)と第2の変化関数f2(t)を例示する。
【0014】
ステップP6では、第1の変化関数f1(t)と第2の変化関数f2(t)の曲線形状を解析して、造影剤Bが検出器アレイ61,62の位置LOC1,LOC2を通過したか否かを判定する(造影剤Bが通過すると、第1の変化関数f1(t)と第2の変化関数f2(t)の最大値が現われる)。造影剤Bが通過したと判定したら、ステップP7へ進む。
ステップP7では、前記データの収集(ステップS1)と前記CT画像の再構成(ステップP1)と前記平均CT値の算出(ステップP5)と変化関数の決定(ステップP5)を終了する。
【0015】
ステップP8では、第1の変化関数f1(t)と第2の変化関数f2(t)の時間関係に基づいて流れの方向および速度を取得する。例えば、図8に示すように、第1の変化関数f1(t)の最大値が現われる時刻tpeak1と第2の変化関数f2(t)の最大値が現われる時刻tpeak2を算出し、Δt=tpeak2−tpeak1を求め、Δtが正なら流れの方向は位置LOC1から位置LOC2の方向であり、Δtが負なら流れの方向は位置LOC2から位置LOC1の方向である。また、速度Flowは、Flow=ΔZ/Δtである。なお、第1の変化関数f1(t)と第2の変化関数f2(t)の相互相関からΔtを求めてもよい。
【0016】
以上のX線CT装置100によれば、2段検出器アレイ60を用いたシネスキャンによりデータを収集して血流の方向と速度とを測定することが出来る。
【0017】
【発明の効果】
本発明の流れの測定方法およびX線CT装置によれば、X線CT装置を用いて血流の方向や速度を測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかるX線CT装置のブロック図である。
【図2】2段検出器アレイの模式的斜視図である。
【図3】2段検出器アレイを用いてスキャンを行う状況の説明図である。
【図4】血流情報測定処理のフローチャートである。
【図5】第1のCT画像の例示図である。
【図6】第1のCT画像に設定した関心領域の例示図である。
【図7】平均CT値の時間変化を示すグラフである。
【図8】変化関数の曲線を示すグラフである。
【符号の説明】
100 X線CT装置
1 操作コンソール
3 中央処理装置
20 走査ガントリ
30 X線管
60 2段検出器アレイ
61 第1の検出器アレイ
62 第2の検出器アレイ
ROI 関心領域
Claims (1)
- 複数のX線検出器を一列に配設した検出器アレイを2段以上並設した多段検出器アレイを、造影剤を注入した被検体の周りに連続的に回転させて、前記多段検出器アレイのうちの少なくとも2つの検出器アレイで同時に連続して複数の第1のデータおよび複数の第2のデータを収集することを繰り返すデータ収集手段と、前記複数の第1のデータのうちの画像再構成に必要なデータを用いて第1のCT画像を再構成することを、前記被検体中の第1のCT画像の再構成位置における造影剤の流れを捉える所定時間間隔で前記必要なデータの一部を順に新しいデータに変えながら繰り返し、前記第2のデータのうちの画像再構成に必要なデータを用いて第2のCT画像を再構成することを、前記被検体中の第2のCT画像の再構成位置における造影剤の流れを捉える所定時間間隔で前記必要なデータの一部を順に新しいデータに変えながら繰り返す画像再構成手段と、前記所定時間間隔毎に得られた第1のCT画像の関心領域中のCT値の変化を表す第1の変化関数を抽出すると共に前記所定時間間隔毎に得られた第2のCT画像中の第1のCT画像の関心領域に対応する関心領域中のCT値の変化を表す第2の変化関数を生成する変化関数生成手段と、前記第1の変化関数と前記第2の変化関数の各最大値を求め、当該最大値が現れる時間に基づいて流れの方向または速度の少なくとも一方を取得する流れ情報取得手段とを具備したことを特徴とするX線CT装置。
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