JP4669644B2 - 造影剤量計算装置、造影剤注入装置および断層像撮影装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、造影剤量計算装置、造影剤注入装置および断層像撮影装置に関し、特に、造影撮影を行うときの造影剤の使用量を計算する装置、計算した量の造影剤を撮影の対象に注入する装置、および、計算した量の造影剤を用いて造影撮影を行う断層撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置等による断層像撮影において、コントラスト（ｃｏｎｔｒａｓｔ）を増強した断層像を撮影する場合には造影剤を使用した撮影が行われる。造影剤は静脈注射等により撮影の対象に注入され、撮影は造影剤が撮影部位に到達した頃合いを見計らって開始される。
【０００３】
造影剤の到達時間を予め知るために、少量の造影剤を試験的に注入しながら予備的な撮影を行い、得られた断層像の関心領域における画素値の変化から造影剤濃度のピーク（ｐｅａｋ）到達時間を求める。そして、造影撮影を正規に行うときは、造影剤注入開始からこのピーク到達時間後に撮影を開始する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
造影撮影の継続時間は撮影計画によって予め決まっているので、造影剤の注入は、撮影継続時間に相当する時間だけ行えば十分なはずである。しかし、従来はそのような考慮に基づく造影剤注入を行っていないので、必要量よりもかなり多めの造影剤注入が行われがちである。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、造影剤の適正な使用量を計算する装置、計算した量の造影剤を撮影の対象に注入する装置、および、計算した量の造影剤を用いて造影撮影を行う断層撮影装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための装置】
（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、撮影の対象に造影剤を注入する造影剤注入手段と、前記対象の断層像を撮影する撮影手段と、前記造影剤注入手段に予め定めた量の造影剤を試験的に前記対象に注入させるとともに前記撮影手段に前記対象の予備的な造影撮影を行わせる予備撮影制御手段と、前記予備的な造影撮影によって得られた断層像に基づいて関心領域における造影剤の出現時間Ｔａｐおよび造影剤の濃度のピーク到達時間Ｔｐｋを求める時間計測手段と、前記撮影手段により前記対象の正規の造影撮影を行うときに注入する造影剤の流量Ｆ、前記正規の造影撮影の撮影時間Ｔｓｃ、前記出現時間Ｔａｐおよび前記ピーク到達時間Ｔｐｋを用いて、下記により造影剤の使用量Ｖを計算する造影剤量計算手段と、を具備することを特徴とする造影剤量計算装置である。
【０００７】
記
【０００８】
【数４】
【０００９】
（１）に記載の観点での発明では、造影剤注入手段に予め定めた量の造影剤を試験的に対象に注入させるとともに撮影手段に対象の予備的な造影撮影を行わせ、それによって得られた断層像に基づいて関心領域における造影剤の出現時間Ｔａｐおよび造影剤の濃度のピーク到達時間Ｔｐｋを求め、対象の正規の造影撮影を行うときに注入する造影剤の流量Ｆ、正規の造影撮影の撮影時間Ｔｓｃ、出現時間Ｔａｐおよびピーク到達時間Ｔｐｋを用いて、上記の式により造影剤の使用量Ｖを計算するので、造影剤の適正な使用量を事前に知ることができる。
【００１０】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影の対象に造影剤を注入する造影剤注入手段と、前記対象の断層像を撮影する撮影手段と、前記造影剤注入手段に予め定めた量の造影剤を試験的に前記対象に注入させるとともに前記撮影手段に前記対象の予備的な造影撮影を行わせる予備撮影制御手段と、前記予備的な造影撮影によって得られた断層像に基づいて関心領域における造影剤の出現時間Ｔａｐおよび造影剤の濃度のピーク到達時間Ｔｐｋを求める時間計測手段と、前記撮影手段により前記対象の正規の造影撮影を行うときに注入する造影剤の流量Ｆ、前記正規の造影撮影の撮影時間Ｔｓｃ、前記出現時間Ｔａｐおよび前記ピーク到達時間Ｔｐｋを用いて、下記により造影剤の使用量Ｖを計算する造影剤量計算手段と、前記造影剤注入手段に前記計算した使用量Ｖの造影剤を前記流量Ｆで前記対象に注入させる注入制御手段と、を具備することを特徴とする造影剤注入装置である。
【００１１】
記
【００１２】
【数５】
【００１３】
（２）に記載の観点での発明では、上記（１）に加えて、計算量Ｖの造影剤を流量Ｆで対象に注入させるので、造影剤の注入量を適正化することができる。
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影の対象に造影剤を注入する造影剤注入手段と、前記対象の断層像を撮影する撮影手段と、前記造影剤注入手段に予め定めた量の造影剤を試験的に前記対象に注入させるとともに前記撮影手段に前記対象の予備的な造影撮影を行わせる予備撮影制御手段と、前記予備的な造影撮影によって得られた断層像に基づいて関心領域における造影剤の出現時間Ｔａｐおよび造影剤の濃度のピーク到達時間Ｔｐｋを求める時間計測手段と、前記撮影手段により前記対象の正規の造影撮影を行うときに注入する造影剤の流量Ｆ、前記正規の造影撮影の撮影時間Ｔｓｃ、前記出現時間Ｔａｐおよび前記ピーク到達時間Ｔｐｋを用いて、下記により造影剤の使用量Ｖを計算する造影剤量計算手段と、前記造影剤注入手段に前記計算した使用量Ｖの造影剤を前記流量Ｆで前記対象に注入させるとともに注入開始から前記ピーク到達時間Ｔｐｋ後に前記撮影手段に前記対象の正規の造影撮影を開始させる正規撮影制御手段と、を具備することを特徴とする断層像撮影装置である。
【００１４】
記
【００１５】
【数６】
【００１６】
（３）に記載の観点での発明では、上記（１）に加えて、計算量Ｖの造影剤を流量Ｆで対象に注入させるとともに注入開始からピーク到達時間Ｔｐｋ後に撮影手段に対象の正規の造影撮影を開始させるので、適正な造影剤注入量による造影撮影を行うことができる。
【００１７】
前記撮影手段はＸ線ＣＴ装置であることが、Ｘ線ＣＴ装置による造影撮影における造影剤の使用量を適正化する点で好ましい。
前記撮影手段は磁気共鳴撮影装置であることが、磁気共鳴撮影装置による造影撮影における造影剤の使用量を適正化する点で好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１にＸ線ＣＴ装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００１９】
図１に示すように、本装置は、走査ガントリ（ｇａｎｔｒｙ）２、撮影テーブル（ｔａｂｌｅ）４、操作コンソール（ｃｏｎｓｏｌｅ）６および造影剤注入装置１０を備えている。
【００２０】
走査ガントリ２、撮影テーブル４および操作コンソール６からなる部分は、本発明における撮影手段の実施の形態の一例である。また、本発明におけるＸ線ＣＴ装置の実施の形態の一例である。造影剤注入装置１０は、本発明における造影剤注入手段の実施の形態の一例である。
【００２１】
走査ガントリ２はＸ線管２０を有する。Ｘ線管２０から放射された図示しないＸ線は、コリメータ（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）２２により扇状のＸ線ビーム（ｂｅａｍ）すなわちファンビーム（ｆａｎ ｂｅａｍ）となるように成形され、Ｘ線検出器２４に照射される。
【００２２】
Ｘ線検出器２４は、扇状のＸ線ビームの広がりの方向にアレイ（ａｒｒａｙ）状に配列された複数の検出素子を有する。Ｘ線検出器２４の構成については後にあらためて説明する。Ｘ線管２０、コリメータ２２およびＸ線検出器２４は、Ｘ線照射・検出装置を構成する。Ｘ線照射・検出装置については後にあらためて説明する。
【００２３】
Ｘ線検出器２４にはデータ収集部２６が接続されている。データ収集部２６はＸ線検出器２４の個々の検出素子の検出信号をディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として収集する。
【００２４】
Ｘ線管２０からのＸ線の照射は、Ｘ線コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２８によって制御される。なお、Ｘ線管２０とＸ線コントローラ２８との接続関係については図示を省略する。コリメータ２２は、コリメータコントローラ３０によって制御される。なお、コリメータ２２とコリメータコントローラ３０との接続関係については図示を省略する。
【００２５】
以上のＸ線管２０からコリメータコントローラ３０までのものが、走査ガントリ２の回転部３４に搭載されている。回転部３４の回転は、回転コントローラ３６によって制御される。なお、回転部３４と回転コントローラ３６との接続関係については図示を省略する。
【００２６】
撮影テーブル４は、図示しない撮影の対象を走査ガントリ２のＸ線照射空間に搬入および搬出するようになっている。対象とＸ線照射空間との関係については後にあらためて説明する。造影剤注入装置１０は、撮影テーブル４上の対象に造影剤を注入するようになっている。造影剤の注入は例えば静脈注射等によって行われる。
【００２７】
操作コンソール６はデータ処理装置６０を有する。データ処理装置６０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等によって構成される。データ処理装置６０には、制御インタフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）６２が接続されている。制御インタフェース６２には、走査ガントリ２、撮影テーブル４および造影剤注入装置１０が接続されている。データ処理装置６０は制御インタフェース６２を通じて走査ガントリ２、撮影テーブル４および造影剤注入装置１０を制御する。
【００２８】
走査ガントリ２内のデータ収集部２６、Ｘ線コントローラ２８、コリメータコントローラ３０および回転コントローラ３６が制御インタフェース６２を通じて制御される。なお、それら各部と制御インタフェース６２との個別の接続については図示を省略する。
【００２９】
データ処理装置６０には、また、データ収集バッファ６４が接続されている。
データ収集バッファ６４には、走査ガントリ２のデータ収集部２６が接続されている。データ収集部２６で収集されたデータがデータ収集バッファ６４を通じてデータ処理装置６０に入力される。
【００３０】
データ処理装置６０は、データ収集バッファ６４を通じて収集した複数ビューの透過Ｘ線データを用いて画像再構成を行う。画像再構成には、例えばフィルタード・バックプロジェクション（ｆｉｌｔｅｒｅｄ ｂａｃｋ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法等が用いられる。
【００３１】
データ処理装置６０には、また、記憶装置６６が接続されている。記憶装置６６は各種のデータやプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）等を記憶している。データ処理装置６０が記憶装置６６に記憶されたプログラムを実行することにより、撮影実行に関わる各種のデータ処理が行われる。
【００３２】
データ処理装置６０には、また、表示装置６８および操作装置７０が接続されている。表示装置６８は、データ処理装置６０から出力される再構成画像やその他の情報を表示する。操作装置７０は、使用者によって操作され、各種の指示や情報等をデータ処理装置６０に入力する。使用者は表示装置６８および操作装置７０を使用してインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００３３】
図２に、Ｘ線検出器２４の模式的構成を示す。同図に示すように、Ｘ線検出器２４は、複数の検出素子２４（ｉｋ）をアレイ状に配列した、多チャンネルのＸ線検出器となっている。
【００３４】
複数の検出素子２４（ｉｋ）は、全体として、円筒凹面状に湾曲したＸ線入射面を形成する。ｉはチャンネル番号であり例えばｉ＝１〜１０００である。ｋは列番号であり例えばｋ＝１，２，３，４である。検出素子２４（ｉｋ）は、列番号ｋが同一なもの同士でそれぞれ検出素子列を構成する。なお、Ｘ線検出器２４の検出素子列は４列に限るものではなく、それ以上の多列であってよく、あるいは例えば図３に示すような２列のものであってよい。
【００３５】
検出素子２４（ｉｋ）は、例えばシンチレータ（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ）とフォトダイオード（ｐｈｏｔｏ ｄｉｏｄｅ）の組み合わせによって構成される。なお、これに限るものではなく、例えばカドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）等を利用した半導体検出素子またはＸｅガス（ｇａｓ）を用いる電離箱型の検出素子であってよい。
【００３６】
図４に、Ｘ線照射・検出装置におけるＸ線管２０とコリメータ２２とＸ線検出器２４の相互関係を示す。なお、図４の（ａ）は走査ガントリ２の正面から見た状態を示す図、（ｂ）は側面から見た状態を示す図である。同図に示すように、Ｘ線管２０から放射されたＸ線は、コリメータ２２により扇状のＸ線ビーム４００となるように成形されてＸ線検出器２４に照射される。
【００３７】
図４の（ａ）では、扇状のＸ線ビーム４００の広がりを示す。Ｘ線ビーム４００の広がり方向は、Ｘ線検出器２４におけるチャンネルの配列方向に一致する。
（ｂ）ではＸ線ビーム４００の厚みを示す。Ｘ線ビーム４００の厚み方向は、Ｘ線検出器２４における複数の検出素子列の並設方向に一致する。
【００３８】
このようなＸ線ビーム４００の扇面に体軸を交差させて、例えば図５に示すように、撮影テーブル４に載置された対象８がＸ線照射空間に搬入される。走査ガントリ２は、内部にＸ線照射・検出装置を包含する筒状の構造になっている。
【００３９】
Ｘ線照射空間は走査ガントリ２の筒状構造の内側空間に形成される。Ｘ線ビーム４００によってスライスされた対象８の像がＸ線検出器２４に投影される。Ｘ線検出器２４によって、対象８を透過したＸ線が検出される。対象８に照射するＸ線ビーム４００の厚みｔｈは、コリメータ２２のアパーチャの開度により調節される。
【００４０】
Ｘ線管２０、コリメータ２２およびＸ線検出器２４からなるＸ線照射・検出装置は、それらの相互関係を保ったまま対象８の体軸の周りを連続的に回転（スキャン）する。Ｘ線照射・検出装置の回転と並行して、矢印４２で示すように撮影テーブル４を対象８の体軸方向に連続的に移動させる。これによって、Ｘ線照射・検出装置は、対象８に関して相対的に、対象８を包囲する螺旋状の軌道に沿って旋回することになり、いわゆるヘリカルスキャンが行われる。
【００４１】
ヘリカルスキャンの１旋回当たり複数（例えば１０００程度）のビューの投影データが収集される。投影データの収集は、Ｘ線検出器２４−データ収集部２６−データ収集バッファ６４の系列によって行われる。
【００４２】
Ｘ線検出器２４の検出素子列が４列となっている場合、図６に示すように、４スライス分のデータが一挙に収集される。データ処理装置６０は、４スライス分の投影データを使用して画像再構成を行う。
【００４３】
隣り合うスライスの中心間の距離をｓとし、ヘリカルスキャンの１旋回当たりの、Ｘ線照射・検出装置の体軸方向の移動距離をＬとしたとき、Ｌ／ｓをヘリカルスキャンのピッチという。
【００４４】
ピッチが３のときヘリカルスキャンの状況は図７に示すダイヤグラムのようになる。同図では、Ｘ線照射・検出装置の回転角度を縦軸にとり、体軸方向の移動距離を横軸にとる。体軸方向の距離はスライスの中心間の距離ｓで正規化してある。
【００４５】
このダイヤグラムでは、進行方向最も後すなわち４番目の検出素子列の初期位置を座標の原点とする。３番目の検出素子列の初期位置は原点から体軸方向に距離１の位置にある。２番目の検出素子列の初期位置は原点から体軸方向に距離２の位置にある。１番目の検出素子列の初期位置は原点から体軸方向に距離３の位置にある。なお、各検出素子列の位置はそれぞれのスライス中心位置で代表する。
【００４６】
ヘリカルスキャンによって、１番目の検出素子列は、ダイヤグラムＡで示すように、１回目の旋回（スキャン）で距離３から距離６まで移動し、以後１旋回ごとに距離３ずつ移動する。２番目の検出素子列は、ダイヤグラムＢで示すように、１回目のスキャンで距離２から距離５まで移動し、以後１旋回ごとに距離３ずつ移動する。３番目の検出素子列は、ダイヤグラムＣで示すように、１回目のスキャンで距離１から距離４まで移動し、以後１旋回ごとに距離３ずつ移動する。４番目の検出素子列は、ダイヤグラムＤで示すように、１回目のスキャンで原点から距離３まで移動し、以後１旋回ごとに距離３ずつ移動する。
【００４７】
回転角度はビュー角度に相当するから、各ダイヤグラムは体軸上のビューデータ取得位置を表す。すなわち、ダイヤグラムＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、１番目、２番目、３番目、４番目の検出素子列のデータ取得位置をそれぞれ表す。各ダイヤグラムが示すように、ビューデータはビューごとに体軸上の位置を異にする。
【００４８】
検出素子列が４つあることにより、１回のスキャンで４系列のビューデータが得られる。これらデータ系列において、同一ビューのデータ同士は、体軸方向に距離１ずつ位置が相違する。
【００４９】
Ｘ線ＣＴ装置においては対向データという概念が存在する。対向データとは照射角度が同一で方向が逆なＸ線によって得られる透過Ｘ線データのことである。３６０°回転によって得られた透過Ｘ線データのうち、後半の１８０°〜３６０°で得られたデータが前半の０°〜１８０°で得られたデータの対向データとなる。
【００５０】
対向データだけを集めてデータ系列を形成することができる。上記の４つのデータ系列についてそれぞれ対向データ系列を形成することにより、４つの対向データ系列が得られる。
【００５１】
対向データ系列は回転角にして１８０°遅れで生じる。これは、ヘリカルスキャンにおいてはヘリカルピッチの半分に相当する体軸方向の距離の差となる。したがって、ダイヤグラムＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応する対向データのダイヤグラムはそれぞれ破線で示すダイヤグラムＡ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’となる。
【００５２】
同図に示すように、ダイヤグラムＡ’は、２回目のスキャンのダイヤグラムＢとＣの中間のダイヤグラムとなる。
ダイヤグラムＢ’は、２回目のスキャンのダイヤグラムＣと１回目のスキャンのダイヤグラムＡの中間のダイヤグラムとなる。あるいは、１回目のスキャンのダイヤグラムＡと２回目のスキャンのダイヤグラムＤは重複するから、ダイヤグラムＢ’は、２回目のスキャンのダイヤグラムＣとＤの中間になるといってもよい。
【００５３】
ダイヤグラムＣ’は、１回目のスキャンのダイヤグラムＡとＢの中間のダイヤグラムとなる。
ダイヤグラムＤ’は、１回目のスキャンのダイヤグラムＢとＣの中間のダイヤグラムとなる。
【００５４】
以下、ダイヤグラムＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのデータ系列を実データ系列ともいう。また、ダイヤグラムＡ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’のデータ系列を対向データ系列ともいう。
【００５５】
画像再構成には、これら複数のデータ系列からの補間によって生成した３６０°すなわち１スキャン分のビューデータが用いられる。例えば、同図に一点鎖線で示すように、原点から距離４の位置にあるスライスの断層像を再構成するとしたとき、補間演算には、複数のデータ系列のうちスライス位置の直近の前後で獲得した複数のデータ系列のデータが用いられる。以下、データ系列のデータを単にデータ系列ともいう。
【００５６】
すなわち、回転角度０からａまでの範囲のビューデータの生成には、２回目のスキャンの実データ系列Ｃおよび１回目のスキャンの対向データ系列Ｂ’が用いられる。
【００５７】
回転角度ａからｂまでの範囲のビューデータの生成には、１回目のスキャンの対向データ系列Ｂ’および１回目のスキャンの実データ系列Ａが用いられる。なお、１回目のスキャンの実データ系列Ａは２回目のスキャンの実データ系列Ｄと重複するのでこちらを用いてもよい。以下、同様である。
【００５８】
回転角度ｂからπまでの範囲のビューデータの生成には、１回目のスキャンの実データ系列Ａおよび１回目のスキャンの対向データ系列Ｃ’が用いられる。
回転角度πからｃまでの範囲のビューデータの生成には、１回目のスキャンの対向データ系列Ｃ’および１回目のスキャンの実データ系列Ｂが用いられる。
【００５９】
回転角度ｃからｄまでの範囲のビューデータの生成には、１回目のスキャンの実データ系列Ｂおよび１回目のスキャンの対向データ系列Ｄ’が用いられる。
回転角度ｄから２πまでの範囲のビューデータの生成には、１回目のスキャンの対向データ系列Ｄ’および１回目のスキャンの実データ系列Ｃが用いられる。
【００６０】
ビューデータの生成は、このような２つのデータ系列における同一ビューのデータ同士の加重平均によって行われる。
図８に、本装置の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を示す。同図に示すように、ステップ（ｓｔｅｐ）７０２で、造影剤の試験的注入が行われる。試験的注入は、データ処理装置６０が制御インタフェース６２を通じて造影剤注入装置１０を制御することにより行われる。試験的注入では予め定められた少量の造影剤が対象８に注入される。
【００６１】
注入開始と同時に、ステップ７０４で、予備的撮影が行われる。予備的撮影は、データ処理装置６０が制御インタフェース６２を通じて走査ガントリ２および撮影テーブル４を制御することにより行われる。
【００６２】
ステップ７０２および７０４で造影剤の試験的注入および予備的撮影をそれぞれ行わせるデータ処理装置６０は、本発明における予備撮影制御手段の実施の形態の一例である。
【００６３】
予備的撮影では、後に行う正規撮影と同じ部位が所定の時間にわたって継続的に撮影される。このような予備的撮影によって、時間的に連続する同一部位の複数の断層像が得られる。
【００６４】
次に、ステップ７０６で、複数の断層像から出現時間およびピーク到達時間をそれぞれ計測する。この計測はデータ処理装置６０によって行われる。データ処理装置６０は、本発明における時間計測手段の実施の形態の一例である。出現時間とは、関心領域において造影剤が出現するまでの時間である。ピーク到達時間とは、関心領域において造影剤の濃度が最大になるまでの時間である。いずれも造影剤注入開始時点を基準とする。
【００６５】
図９によって、出現時間およびピーク到達時間の概念を説明する。同図は試験的注入時の関心領域における画素値変化を示す。同図に示すように、注入開始後しばらくは一定値ｐ０であった画素値が時間Ｔａｐ後に増加し始め、時間Ｔｐｋで最大となり、その後次第に減少して元のｐ０に戻る。なお、注入された造影剤が少量なのでピークは小さい。増加開始からピークに到達するまでの期間の流量積算値が注入した造影剤の総量に相当する。
【００６６】
画素値がｐ０より大きくなるのは造影剤が関心領域に流入したためである。そこで、注入開始から画素値増加が始まるまでの時間Ｔａｐを出現時間とする。注入された最後の造影剤が関心領域に到達したとき画素値が最大になる。そこで、注入開始から画素値が最大になるまでの時間をピーク到達時間Ｔｐｋとする。ピーク到達時間Ｔｐｋは、後に正規の撮影を行う場合の待ち時間として利用する。
【００６７】
次に、ステップ７０８で、正規撮影条件設定が行われる。正規撮影条件設定は使用者により操作装置７０を通じて行われる。この撮影条件設定によって、Ｘ線管の管電圧、管電流、走査ガントリ回転速度、ヘリカルピッチ、撮影部位、スライス位置、スライス数等が設定される。
【００６８】
次に、ステップ７１０で、撮影時間計算が行われる。撮影時間計算はデータ処理装置６０によって行われる。データ処理装置６０は、使用者によって設定された撮影条件に基づいて撮影時間すなわちスキャン継続時間を計算する。これによって撮影時間Ｔｓｃが求められる。
【００６９】
次に、ステップ７１２で、造影剤使用量計算が行われる。造影剤使用量計算は、データ処理装置６０によって行われる。データ処理装置６０は、本発明における造影剤量計算手段の実施の形態の一例である。造影剤使用量の計算は次式によって行われる。
【００７０】
【数７】
【００７１】
ここで、
Ｆ：正規撮影時に注入する造影剤の流量
上式による使用量計算の妥当性を図１０によって説明する。図１０は、正規撮影時に関心領域の画素に生じるべき画素値の時間変化を示す。時間の原点は造影剤の注入開始時点である。同図に示すように、正規撮影は、注入開始から待ち時間Ｔｐｋ後に開始され、撮影時間Ｔｓｃの間継続される。
【００７２】
関心領域の画素値は出現時間Ｔａｐ以降に増加し始める。画素値の増加は撮影時間Ｔｓｃの間だけ続けばよく、撮影時間Ｔｓｃを越えての増加は無駄になる。
そこで、造影剤の無駄をなくすためには、撮影時間Ｔｓｃの終わりの時点Ｔｐｋ’で画素値が最大となるように造影剤を注入すればよい。
【００７３】
そのように造影剤を注入するとしたとき、造影剤の総量は、出現時間Ｔａｐからピーク到達時間Ｔｐｋ’までの積算流量で与えられる。造影剤の流量はＦであるから、Ｆに（Ｔｐｋ’−Ｔａｐ）を乗じたものが積算流量となる。ここでＴｐｋ’はＴｐｋとＴｓｃの和であるから、造影剤の総量すなわち正規撮影時の造影剤の使用量は上式で与えられるものとなる。
【００７４】
次に、ステップ７１４で、造影剤の正規注入が行われる。すなわち、上記のようにして計算された量の造影剤が流量Ｆで対象８に注入される。
次に、ステップ７１６で、正規撮影が実行される。正規撮影は、待ち時間Ｔｐｋ後に上記のようにして設定された撮影条件の下で行われる。
【００７５】
ステップ７１４の造影剤正規注入およびステップ７１６の正規撮影はデータ処理装置６０による制御の下で行われる。データ処理装置６０は、本発明における注入制御手段の実施の形態の一例である。また、本発明における正規撮影制御手段の実施の形態の一例である。
【００７６】
以上、撮影手段としてＸ線ＣＴ装置を用いた例によって本発明を説明したが、撮影手段はＸ線ＣＴ装置に限るものではなく、例えば磁気共鳴撮影装置等適宜の他の方式の撮影装置であってよいのはいうまでもない。
【００７７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、造影剤の適正な使用量を計算する装置、計算した量の造影剤を撮影の対象に注入する装置、および、計算した量の造影剤を用いて造影撮影を行う断層撮影装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】Ｘ線検出器の模式図である。
【図３】Ｘ線検出器の模式図である。
【図４】Ｘ線照射・検出装置の模式図である。
【図５】Ｘ線照射・検出装置の模式図である。
【図６】Ｘ線照射・検出装置の模式図である。
【図７】ヘリカルスキャンのダイヤグラムを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図９】造影剤による画素値の時間的変化を示すグラフである。
【図１０】造影剤による画素値の時間的変化を示すグラフである。
【符号の説明】
２ 走査ガントリ
２０ Ｘ線管
２２ コリメータ
２４ Ｘ線検出器
２６ データ収集部
２８ Ｘ線コントローラ
３０ コリメータコントローラ
３４ 回転部
３６ 回転コントローラ
４ 撮影テーブル
６ 操作コンソール
６０ データ処理装置
６２ 制御インタフェース
６４ データ収集バッファ
６６ 記憶装置
６８ 表示装置
７０ 操作装置
８ 対象
１０ 造影剤注入装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、造影剤量計算装置、造影剤注入装置および断層像撮影装置に関し、特に、造影撮影を行うときの造影剤の使用量を計算する装置、計算した量の造影剤を撮影の対象に注入する装置、および、計算した量の造影剤を用いて造影撮影を行う断層撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置等による断層像撮影において、コントラスト（ｃｏｎｔｒａｓｔ）を増強した断層像を撮影する場合には造影剤を使用した撮影が行われる。造影剤は静脈注射等により撮影の対象に注入され、撮影は造影剤が撮影部位に到達した頃合いを見計らって開始される。
【０００３】
造影剤の到達時間を予め知るために、少量の造影剤を試験的に注入しながら予備的な撮影を行い、得られた断層像の関心領域における画素値の変化から造影剤濃度のピーク（ｐｅａｋ）到達時間を求める。そして、造影撮影を正規に行うときは、造影剤注入開始からこのピーク到達時間後に撮影を開始する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
造影撮影の継続時間は撮影計画によって予め決まっているので、造影剤の注入は、撮影継続時間に相当する時間だけ行えば十分なはずである。しかし、従来はそのような考慮に基づく造影剤注入を行っていないので、必要量よりもかなり多めの造影剤注入が行われがちである。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、造影剤の適正な使用量を計算する装置、計算した量の造影剤を撮影の対象に注入する装置、および、計算した量の造影剤を用いて造影撮影を行う断層撮影装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための装置】
（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、撮影の対象に造影剤を注入する造影剤注入手段と、前記対象の断層像を撮影する撮影手段と、前記造影剤注入手段に予め定めた量の造影剤を試験的に前記対象に注入させるとともに前記撮影手段に前記対象の予備的な造影撮影を行わせる予備撮影制御手段と、前記予備的な造影撮影によって得られた断層像に基づいて関心領域における造影剤の出現時間Ｔａｐおよび造影剤の濃度のピーク到達時間Ｔｐｋを求める時間計測手段と、前記撮影手段により前記対象の正規の造影撮影を行うときに注入する造影剤の流量Ｆ、前記正規の造影撮影の撮影時間Ｔｓｃ、前記出現時間Ｔａｐおよび前記ピーク到達時間Ｔｐｋを用いて、下記により造影剤の使用量Ｖを計算する造影剤量計算手段と、を具備することを特徴とする造影剤量計算装置である。
【０００７】
記
【０００８】
【数４】
（１）に記載の観点での発明では、造影剤注入手段に予め定めた量の造影剤を試験的に対象に注入させるとともに撮影手段に対象の予備的な造影撮影を行わせ、それによって得られた断層像に基づいて関心領域における造影剤の出現時間Ｔａｐおよび造影剤の濃度のピーク到達時間Ｔｐｋを求め、対象の正規の造影撮影を行うときに注入する造影剤の流量Ｆ、正規の造影撮影の撮影時間Ｔｓｃ、出現時間Ｔａｐおよびピーク到達時間Ｔｐｋを用いて、上記の式により造影剤の使用量Ｖを計算するので、造影剤の適正な使用量を事前に知ることができる。
【００１０】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影の対象に造影剤を注入する造影剤注入手段と、前記対象の断層像を撮影する撮影手段と、前記造影剤注入手段に予め定めた量の造影剤を試験的に前記対象に注入させるとともに前記撮影手段に前記対象の予備的な造影撮影を行わせる予備撮影制御手段と、前記予備的な造影撮影によって得られた断層像に基づいて関心領域における造影剤の出現時間Ｔａｐおよび造影剤の濃度のピーク到達時間Ｔｐｋを求める時間計測手段と、前記撮影手段により前記対象の正規の造影撮影を行うときに注入する造影剤の流量Ｆ、前記正規の造影撮影の撮影時間Ｔｓｃ、前記出現時間Ｔａｐおよび前記ピーク到達時間Ｔｐｋを用いて、下記により造影剤の使用量Ｖを計算する造影剤量計算手段と、前記造影剤注入手段に前記計算した使用量Ｖの造影剤を前記流量Ｆで前記対象に注入させる注入制御手段と、を具備することを特徴とする造影剤注入装置である。
【００１１】
記
【００１２】
【数５】
（２）に記載の観点での発明では、上記（１）に加えて、計算量Ｖの造影剤を流量Ｆで対象に注入させるので、造影剤の注入量を適正化することができる。
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影の対象に造影剤を注入する造影剤注入手段と、前記対象の断層像を撮影する撮影手段と、前記造影剤注入手段に予め定めた量の造影剤を試験的に前記対象に注入させるとともに前記撮影手段に前記対象の予備的な造影撮影を行わせる予備撮影制御手段と、前記予備的な造影撮影によって得られた断層像に基づいて関心領域における造影剤の出現時間Ｔａｐおよび造影剤の濃度のピーク到達時間Ｔｐｋを求める時間計測手段と、前記撮影手段により前記対象の正規の造影撮影を行うときに注入する造影剤の流量Ｆ、前記正規の造影撮影の撮影時間Ｔｓｃ、前記出現時間Ｔａｐおよび前記ピーク到達時間Ｔｐｋを用いて、下記により造影剤の使用量Ｖを計算する造影剤量計算手段と、前記造影剤注入手段に前記計算した使用量Ｖの造影剤を前記流量Ｆで前記対象に注入させるとともに注入開始から前記ピーク到達時間Ｔｐｋ後に前記撮影手段に前記対象の正規の造影撮影を開始させる正規撮影制御手段と、を具備することを特徴とする断層像撮影装置である。
【００１４】
記
【００１５】
【数６】
（３）に記載の観点での発明では、上記（１）に加えて、計算量Ｖの造影剤を流量Ｆで対象に注入させるとともに注入開始からピーク到達時間Ｔｐｋ後に撮影手段に対象の正規の造影撮影を開始させるので、適正な造影剤注入量による造影撮影を行うことができる。
【００１７】
前記撮影手段はＸ線ＣＴ装置であることが、Ｘ線ＣＴ装置による造影撮影における造影剤の使用量を適正化する点で好ましい。
前記撮影手段は磁気共鳴撮影装置であることが、磁気共鳴撮影装置による造影撮影における造影剤の使用量を適正化する点で好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１にＸ線ＣＴ装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００１９】
図１に示すように、本装置は、走査ガントリ（ｇａｎｔｒｙ）２、撮影テーブル（ｔａｂｌｅ）４、操作コンソール（ｃｏｎｓｏｌｅ）６および造影剤注入装置１０を備えている。
【００２０】
走査ガントリ２、撮影テーブル４および操作コンソール６からなる部分は、本発明における撮影手段の実施の形態の一例である。また、本発明におけるＸ線ＣＴ装置の実施の形態の一例である。造影剤注入装置１０は、本発明における造影剤注入手段の実施の形態の一例である。
【００２１】
走査ガントリ２はＸ線管２０を有する。Ｘ線管２０から放射された図示しないＸ線は、コリメータ（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）２２により扇状のＸ線ビーム（ｂｅａｍ）すなわちファンビーム（ｆａｎ ｂｅａｍ）となるように成形され、Ｘ線検出器２４に照射される。
【００２２】
Ｘ線検出器２４は、扇状のＸ線ビームの広がりの方向にアレイ（ａｒｒａｙ）状に配列された複数の検出素子を有する。Ｘ線検出器２４の構成については後にあらためて説明する。Ｘ線管２０、コリメータ２２およびＸ線検出器２４は、Ｘ線照射・検出装置を構成する。Ｘ線照射・検出装置については後にあらためて説明する。
【００２３】
Ｘ線検出器２４にはデータ収集部２６が接続されている。データ収集部２６はＸ線検出器２４の個々の検出素子の検出信号をディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として収集する。
【００２４】
Ｘ線管２０からのＸ線の照射は、Ｘ線コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２８によって制御される。なお、Ｘ線管２０とＸ線コントローラ２８との接続関係については図示を省略する。コリメータ２２は、コリメータコントローラ３０によって制御される。なお、コリメータ２２とコリメータコントローラ３０との接続関係については図示を省略する。
【００２５】
以上のＸ線管２０からコリメータコントローラ３０までのものが、走査ガントリ２の回転部３４に搭載されている。回転部３４の回転は、回転コントローラ３６によって制御される。なお、回転部３４と回転コントローラ３６との接続関係については図示を省略する。
【００２６】
撮影テーブル４は、図示しない撮影の対象を走査ガントリ２のＸ線照射空間に搬入および搬出するようになっている。対象とＸ線照射空間との関係については後にあらためて説明する。造影剤注入装置１０は、撮影テーブル４上の対象に造影剤を注入するようになっている。造影剤の注入は例えば静脈注射等によって行われる。
【００２７】
操作コンソール６はデータ処理装置６０を有する。データ処理装置６０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等によって構成される。データ処理装置６０には、制御インタフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）６２が接続されている。制御インタフェース６２には、走査ガントリ２、撮影テーブル４および造影剤注入装置１０が接続されている。データ処理装置６０は制御インタフェース６２を通じて走査ガントリ２、撮影テーブル４および造影剤注入装置１０を制御する。
【００２８】
走査ガントリ２内のデータ収集部２６、Ｘ線コントローラ２８、コリメータコントローラ３０および回転コントローラ３６が制御インタフェース６２を通じて制御される。なお、それら各部と制御インタフェース６２との個別の接続については図示を省略する。
【００２９】
データ処理装置６０には、また、データ収集バッファ６４が接続されている。
データ収集バッファ６４には、走査ガントリ２のデータ収集部２６が接続されている。データ収集部２６で収集されたデータがデータ収集バッファ６４を通じてデータ処理装置６０に入力される。
【００３０】
データ処理装置６０は、データ収集バッファ６４を通じて収集した複数ビューの透過Ｘ線データを用いて画像再構成を行う。画像再構成には、例えばフィルタード・バックプロジェクション（ｆｉｌｔｅｒｅｄ ｂａｃｋ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法等が用いられる。
【００３１】
データ処理装置６０には、また、記憶装置６６が接続されている。記憶装置６６は各種のデータやプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）等を記憶している。データ処理装置６０が記憶装置６６に記憶されたプログラムを実行することにより、撮影実行に関わる各種のデータ処理が行われる。
【００３２】
データ処理装置６０には、また、表示装置６８および操作装置７０が接続されている。表示装置６８は、データ処理装置６０から出力される再構成画像やその他の情報を表示する。操作装置７０は、使用者によって操作され、各種の指示や情報等をデータ処理装置６０に入力する。使用者は表示装置６８および操作装置７０を使用してインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００３３】
図２に、Ｘ線検出器２４の模式的構成を示す。同図に示すように、Ｘ線検出器２４は、複数の検出素子２４（ｉｋ）をアレイ状に配列した、多チャンネルのＸ線検出器となっている。
【００３４】
複数の検出素子２４（ｉｋ）は、全体として、円筒凹面状に湾曲したＸ線入射面を形成する。ｉはチャンネル番号であり例えばｉ＝１〜１０００である。ｋは列番号であり例えばｋ＝１，２，３，４である。検出素子２４（ｉｋ）は、列番号ｋが同一なもの同士でそれぞれ検出素子列を構成する。なお、Ｘ線検出器２４の検出素子列は４列に限るものではなく、それ以上の多列であってよく、あるいは例えば図３に示すような２列のものであってよい。
【００３５】
検出素子２４（ｉｋ）は、例えばシンチレータ（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ）とフォトダイオード（ｐｈｏｔｏ ｄｉｏｄｅ）の組み合わせによって構成される。なお、これに限るものではなく、例えばカドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）等を利用した半導体検出素子またはＸｅガス（ｇａｓ）を用いる電離箱型の検出素子であってよい。
【００３６】
図４に、Ｘ線照射・検出装置におけるＸ線管２０とコリメータ２２とＸ線検出器２４の相互関係を示す。なお、図４の（ａ）は走査ガントリ２の正面から見た状態を示す図、（ｂ）は側面から見た状態を示す図である。同図に示すように、Ｘ線管２０から放射されたＸ線は、コリメータ２２により扇状のＸ線ビーム４００となるように成形されてＸ線検出器２４に照射される。
【００３７】
図４の（ａ）では、扇状のＸ線ビーム４００の広がりを示す。Ｘ線ビーム４００の広がり方向は、Ｘ線検出器２４におけるチャンネルの配列方向に一致する。
（ｂ）ではＸ線ビーム４００の厚みを示す。Ｘ線ビーム４００の厚み方向は、Ｘ線検出器２４における複数の検出素子列の並設方向に一致する。
【００３８】
このようなＸ線ビーム４００の扇面に体軸を交差させて、例えば図５に示すように、撮影テーブル４に載置された対象８がＸ線照射空間に搬入される。走査ガントリ２は、内部にＸ線照射・検出装置を包含する筒状の構造になっている。
【００３９】
Ｘ線照射空間は走査ガントリ２の筒状構造の内側空間に形成される。Ｘ線ビーム４００によってスライスされた対象８の像がＸ線検出器２４に投影される。Ｘ線検出器２４によって、対象８を透過したＸ線が検出される。対象８に照射するＸ線ビーム４００の厚みｔｈは、コリメータ２２のアパーチャの開度により調節される。
【００４０】
Ｘ線管２０、コリメータ２２およびＸ線検出器２４からなるＸ線照射・検出装置は、それらの相互関係を保ったまま対象８の体軸の周りを連続的に回転（スキャン）する。Ｘ線照射・検出装置の回転と並行して、矢印４２で示すように撮影テーブル４を対象８の体軸方向に連続的に移動させる。これによって、Ｘ線照射・検出装置は、対象８に関して相対的に、対象８を包囲する螺旋状の軌道に沿って旋回することになり、いわゆるヘリカルスキャンが行われる。
【００４１】
ヘリカルスキャンの１旋回当たり複数（例えば１０００程度）のビューの投影データが収集される。投影データの収集は、Ｘ線検出器２４−データ収集部２６−データ収集バッファ６４の系列によって行われる。
【００４２】
Ｘ線検出器２４の検出素子列が４列となっている場合、図６に示すように、４スライス分のデータが一挙に収集される。データ処理装置６０は、４スライス分の投影データを使用して画像再構成を行う。
【００４３】
隣り合うスライスの中心間の距離をｓとし、ヘリカルスキャンの１旋回当たりの、Ｘ線照射・検出装置の体軸方向の移動距離をＬとしたとき、Ｌ／ｓをヘリカルスキャンのピッチという。
【００４４】
ピッチが３のときヘリカルスキャンの状況は図７に示すダイヤグラムのようになる。同図では、Ｘ線照射・検出装置の回転角度を縦軸にとり、体軸方向の移動距離を横軸にとる。体軸方向の距離はスライスの中心間の距離ｓで正規化してある。
【００４５】
このダイヤグラムでは、進行方向最も後すなわち４番目の検出素子列の初期位置を座標の原点とする。３番目の検出素子列の初期位置は原点から体軸方向に距離１の位置にある。２番目の検出素子列の初期位置は原点から体軸方向に距離２の位置にある。１番目の検出素子列の初期位置は原点から体軸方向に距離３の位置にある。なお、各検出素子列の位置はそれぞれのスライス中心位置で代表する。
【００４６】
ヘリカルスキャンによって、１番目の検出素子列は、ダイヤグラムＡで示すように、１回目の旋回（スキャン）で距離３から距離６まで移動し、以後１旋回ごとに距離３ずつ移動する。２番目の検出素子列は、ダイヤグラムＢで示すように、１回目のスキャンで距離２から距離５まで移動し、以後１旋回ごとに距離３ずつ移動する。３番目の検出素子列は、ダイヤグラムＣで示すように、１回目のスキャンで距離１から距離４まで移動し、以後１旋回ごとに距離３ずつ移動する。４番目の検出素子列は、ダイヤグラムＤで示すように、１回目のスキャンで原点から距離３まで移動し、以後１旋回ごとに距離３ずつ移動する。
【００４７】
回転角度はビュー角度に相当するから、各ダイヤグラムは体軸上のビューデータ取得位置を表す。すなわち、ダイヤグラムＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、１番目、２番目、３番目、４番目の検出素子列のデータ取得位置をそれぞれ表す。各ダイヤグラムが示すように、ビューデータはビューごとに体軸上の位置を異にする。
【００４８】
検出素子列が４つあることにより、１回のスキャンで４系列のビューデータが得られる。これらデータ系列において、同一ビューのデータ同士は、体軸方向に距離１ずつ位置が相違する。
【００４９】
Ｘ線ＣＴ装置においては対向データという概念が存在する。対向データとは照射角度が同一で方向が逆なＸ線によって得られる透過Ｘ線データのことである。３６０°回転によって得られた透過Ｘ線データのうち、後半の１８０°〜３６０°で得られたデータが前半の０°〜１８０°で得られたデータの対向データとなる。
【００５０】
対向データだけを集めてデータ系列を形成することができる。上記の４つのデータ系列についてそれぞれ対向データ系列を形成することにより、４つの対向データ系列が得られる。
【００５１】
対向データ系列は回転角にして１８０°遅れで生じる。これは、ヘリカルスキャンにおいてはヘリカルピッチの半分に相当する体軸方向の距離の差となる。したがって、ダイヤグラムＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応する対向データのダイヤグラムはそれぞれ破線で示すダイヤグラムＡ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’となる。
【００５２】
同図に示すように、ダイヤグラムＡ’は、２回目のスキャンのダイヤグラムＢとＣの中間のダイヤグラムとなる。
ダイヤグラムＢ’は、２回目のスキャンのダイヤグラムＣと１回目のスキャンのダイヤグラムＡの中間のダイヤグラムとなる。あるいは、１回目のスキャンのダイヤグラムＡと２回目のスキャンのダイヤグラムＤは重複するから、ダイヤグラムＢ’は、２回目のスキャンのダイヤグラムＣとＤの中間になるといってもよい。
【００５３】
ダイヤグラムＣ’は、１回目のスキャンのダイヤグラムＡとＢの中間のダイヤグラムとなる。
ダイヤグラムＤ’は、１回目のスキャンのダイヤグラムＢとＣの中間のダイヤグラムとなる。
【００５４】
以下、ダイヤグラムＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのデータ系列を実データ系列ともいう。また、ダイヤグラムＡ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’のデータ系列を対向データ系列ともいう。
【００５５】
画像再構成には、これら複数のデータ系列からの補間によって生成した３６０°すなわち１スキャン分のビューデータが用いられる。例えば、同図に一点鎖線で示すように、原点から距離４の位置にあるスライスの断層像を再構成するとしたとき、補間演算には、複数のデータ系列のうちスライス位置の直近の前後で獲得した複数のデータ系列のデータが用いられる。以下、データ系列のデータを単にデータ系列ともいう。
【００５６】
すなわち、回転角度０からａまでの範囲のビューデータの生成には、２回目のスキャンの実データ系列Ｃおよび１回目のスキャンの対向データ系列Ｂ’が用いられる。
【００５７】
回転角度ａからｂまでの範囲のビューデータの生成には、１回目のスキャンの対向データ系列Ｂ’および１回目のスキャンの実データ系列Ａが用いられる。なお、１回目のスキャンの実データ系列Ａは２回目のスキャンの実データ系列Ｄと重複するのでこちらを用いてもよい。以下、同様である。
【００５８】
回転角度ｂからπまでの範囲のビューデータの生成には、１回目のスキャンの実データ系列Ａおよび１回目のスキャンの対向データ系列Ｃ’が用いられる。
回転角度πからｃまでの範囲のビューデータの生成には、１回目のスキャンの対向データ系列Ｃ’および１回目のスキャンの実データ系列Ｂが用いられる。
【００５９】
回転角度ｃからｄまでの範囲のビューデータの生成には、１回目のスキャンの実データ系列Ｂおよび１回目のスキャンの対向データ系列Ｄ’が用いられる。
回転角度ｄから２πまでの範囲のビューデータの生成には、１回目のスキャンの対向データ系列Ｄ’および１回目のスキャンの実データ系列Ｃが用いられる。
【００６０】
ビューデータの生成は、このような２つのデータ系列における同一ビューのデータ同士の加重平均によって行われる。
図８に、本装置の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を示す。同図に示すように、ステップ（ｓｔｅｐ）７０２で、造影剤の試験的注入が行われる。試験的注入は、データ処理装置６０が制御インタフェース６２を通じて造影剤注入装置１０を制御することにより行われる。試験的注入では予め定められた少量の造影剤が対象８に注入される。
【００６１】
注入開始と同時に、ステップ７０４で、予備的撮影が行われる。予備的撮影は、データ処理装置６０が制御インタフェース６２を通じて走査ガントリ２および撮影テーブル４を制御することにより行われる。
【００６２】
ステップ７０２および７０４で造影剤の試験的注入および予備的撮影をそれぞれ行わせるデータ処理装置６０は、本発明における予備撮影制御手段の実施の形態の一例である。
【００６３】
予備的撮影では、後に行う正規撮影と同じ部位が所定の時間にわたって継続的に撮影される。このような予備的撮影によって、時間的に連続する同一部位の複数の断層像が得られる。
【００６４】
次に、ステップ７０６で、複数の断層像から出現時間およびピーク到達時間をそれぞれ計測する。この計測はデータ処理装置６０によって行われる。データ処理装置６０は、本発明における時間計測手段の実施の形態の一例である。出現時間とは、関心領域において造影剤が出現するまでの時間である。ピーク到達時間とは、関心領域において造影剤の濃度が最大になるまでの時間である。いずれも造影剤注入開始時点を基準とする。
【００６５】
図９によって、出現時間およびピーク到達時間の概念を説明する。同図は試験的注入時の関心領域における画素値変化を示す。同図に示すように、注入開始後しばらくは一定値ｐ０であった画素値が時間Ｔａｐ後に増加し始め、時間Ｔｐｋで最大となり、その後次第に減少して元のｐ０に戻る。なお、注入された造影剤が少量なのでピークは小さい。増加開始からピークに到達するまでの期間の流量積算値が注入した造影剤の総量に相当する。
【００６６】
画素値がｐ０より大きくなるのは造影剤が関心領域に流入したためである。そこで、注入開始から画素値増加が始まるまでの時間Ｔａｐを出現時間とする。注入された最後の造影剤が関心領域に到達したとき画素値が最大になる。そこで、注入開始から画素値が最大になるまでの時間をピーク到達時間Ｔｐｋとする。ピーク到達時間Ｔｐｋは、後に正規の撮影を行う場合の待ち時間として利用する。
【００６７】
次に、ステップ７０８で、正規撮影条件設定が行われる。正規撮影条件設定は使用者により操作装置７０を通じて行われる。この撮影条件設定によって、Ｘ線管の管電圧、管電流、走査ガントリ回転速度、ヘリカルピッチ、撮影部位、スライス位置、スライス数等が設定される。
【００６８】
次に、ステップ７１０で、撮影時間計算が行われる。撮影時間計算はデータ処理装置６０によって行われる。データ処理装置６０は、使用者によって設定された撮影条件に基づいて撮影時間すなわちスキャン継続時間を計算する。これによって撮影時間Ｔｓｃが求められる。
【００６９】
次に、ステップ７１２で、造影剤使用量計算が行われる。造影剤使用量計算は、データ処理装置６０によって行われる。データ処理装置６０は、本発明における造影剤量計算手段の実施の形態の一例である。造影剤使用量の計算は次式によって行われる。
【００７０】
【数７】
ここで、
Ｆ：正規撮影時に注入する造影剤の流量
上式による使用量計算の妥当性を図１０によって説明する。図１０は、正規撮影時に関心領域の画素に生じるべき画素値の時間変化を示す。時間の原点は造影剤の注入開始時点である。同図に示すように、正規撮影は、注入開始から待ち時間Ｔｐｋ後に開始され、撮影時間Ｔｓｃの間継続される。
【００７２】
関心領域の画素値は出現時間Ｔａｐ以降に増加し始める。画素値の増加は撮影時間Ｔｓｃの間だけ続けばよく、撮影時間Ｔｓｃを越えての増加は無駄になる。
そこで、造影剤の無駄をなくすためには、撮影時間Ｔｓｃの終わりの時点Ｔｐｋ’で画素値が最大となるように造影剤を注入すればよい。
【００７３】
そのように造影剤を注入するとしたとき、造影剤の総量は、出現時間Ｔａｐからピーク到達時間Ｔｐｋ’までの積算流量で与えられる。造影剤の流量はＦであるから、Ｆに（Ｔｐｋ’−Ｔａｐ）を乗じたものが積算流量となる。ここでＴｐｋ’はＴｐｋとＴｓｃの和であるから、造影剤の総量すなわち正規撮影時の造影剤の使用量は上式で与えられるものとなる。
【００７４】
次に、ステップ７１４で、造影剤の正規注入が行われる。すなわち、上記のようにして計算された量の造影剤が流量Ｆで対象８に注入される。
次に、ステップ７１６で、正規撮影が実行される。正規撮影は、待ち時間Ｔｐｋ後に上記のようにして設定された撮影条件の下で行われる。
【００７５】
ステップ７１４の造影剤正規注入およびステップ７１６の正規撮影はデータ処理装置６０による制御の下で行われる。データ処理装置６０は、本発明における注入制御手段の実施の形態の一例である。また、本発明における正規撮影制御手段の実施の形態の一例である。
【００７６】
以上、撮影手段としてＸ線ＣＴ装置を用いた例によって本発明を説明したが、撮影手段はＸ線ＣＴ装置に限るものではなく、例えば磁気共鳴撮影装置等適宜の他の方式の撮影装置であってよいのはいうまでもない。
【００７７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、造影剤の適正な使用量を計算する装置、計算した量の造影剤を撮影の対象に注入する装置、および、計算した量の造影剤を用いて造影撮影を行う断層撮影装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】Ｘ線検出器の模式図である。
【図３】Ｘ線検出器の模式図である。
【図４】Ｘ線照射・検出装置の模式図である。
【図５】Ｘ線照射・検出装置の模式図である。
【図６】Ｘ線照射・検出装置の模式図である。
【図７】ヘリカルスキャンのダイヤグラムを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図９】造影剤による画素値の時間的変化を示すグラフである。
【図１０】造影剤による画素値の時間的変化を示すグラフである。
【符号の説明】
２ 走査ガントリ
２０ Ｘ線管
２２ コリメータ
２４ Ｘ線検出器
２６ データ収集部
２８ Ｘ線コントローラ
３０ コリメータコントローラ
３４ 回転部
３６ 回転コントローラ
４ 撮影テーブル
６ 操作コンソール
６０ データ処理装置
６２ 制御インタフェース
６４ データ収集バッファ
６６ 記憶装置
６８ 表示装置
７０ 操作装置
８ 対象
１０ 造影剤注入装置
Claims (9)
- 撮影の対象に造影剤を注入する造影剤注入手段と、
前記対象の断層像を撮影する撮影手段と、
前記造影剤注入手段に予め定めた量の造影剤を試験的に前記対象に注入させるとともに前記撮影手段に前記対象の予備的な造影撮影を行わせる予備撮影制御手段と、
前記予備的な造影撮影によって得られた断層像に基づいて関心領域における造影剤の出現時間Ｔａｐおよび造影剤の濃度のピーク到達時間Ｔｐｋを求める時間計測手段と、
前記撮影手段により前記対象の正規の造影撮影を行うときに注入する造影剤の流量Ｆ、前記正規の造影撮影の撮影時間Ｔｓｃ、前記出現時間Ｔａｐおよび前記ピーク到達時間Ｔｐｋを用いて、下記により造影剤の使用量Ｖを計算する造影剤量計算手段と、
を具備することを特徴とする造影剤量計算装置。
記
- 前記撮影手段はＸ線ＣＴ装置である、
ことを特徴とする請求項１に記載の造影剤量計算装置。 - 前記撮影手段は磁気共鳴撮影装置である、
ことを特徴とする請求項１に記載の造影剤量計算装置。 - 撮影の対象に造影剤を注入する造影剤注入手段と、
前記対象の断層像を撮影する撮影手段と、
前記造影剤注入手段に予め定めた量の造影剤を試験的に前記対象に注入させるとともに前記撮影手段に前記対象の予備的な造影撮影を行わせる予備撮影制御手段と、
前記予備的な造影撮影によって得られた断層像に基づいて関心領域における造影剤の出現時間Ｔａｐおよび造影剤の濃度のピーク到達時間Ｔｐｋを求める時間計測手段と、
前記撮影手段により前記対象の正規の造影撮影を行うときに注入する造影剤の流量Ｆ、前記正規の造影撮影の撮影時間Ｔｓｃ、前記出現時間Ｔａｐおよび前記ピーク到達時間Ｔｐｋを用いて、下記により造影剤の使用量Ｖを計算する造影剤量計算手段と、
前記造影剤注入手段に前記計算した使用量Ｖの造影剤を前記流量Ｆで前記対象に注入させる注入制御手段と、
を具備することを特徴とする造影剤注入装置。
記
- 前記撮影手段はＸ線ＣＴ装置である、
ことを特徴とする請求項４に記載の造影剤注入装置。 - 前記撮影手段は磁気共鳴撮影装置である、
ことを特徴とする請求項４に記載の造影剤注入装置。 - 撮影の対象に造影剤を注入する造影剤注入手段と、
前記対象の断層像を撮影する撮影手段と、
前記造影剤注入手段に予め定めた量の造影剤を試験的に前記対象に注入させるとともに前記撮影手段に前記対象の予備的な造影撮影を行わせる予備撮影制御手段と、
前記予備的な造影撮影によって得られた断層像に基づいて関心領域における造影剤の出現時間Ｔａｐおよび造影剤の濃度のピーク到達時間Ｔｐｋを求める時間計測手段と、
前記撮影手段により前記対象の正規の造影撮影を行うときに注入する造影剤の流量Ｆ、前記正規の造影撮影の撮影時間Ｔｓｃ、前記出現時間Ｔａｐおよび前記ピーク到達時間Ｔｐｋを用いて、下記により造影剤の使用量Ｖを計算する造影剤量計算手段と、
前記造影剤注入手段に前記計算した使用量Ｖの造影剤を前記流量Ｆで前記対象に注入させるとともに注入開始から前記ピーク到達時間Ｔｐｋ後に前記撮影手段に前記対象の正規の造影撮影を開始させる正規撮影制御手段と、
を具備することを特徴とする断層像撮影装置。
記
- 前記撮影手段はＸ線ＣＴ装置である、
ことを特徴とする請求項７に記載の断層像撮影装置。 - 前記撮影手段は磁気共鳴撮影装置である、
ことを特徴とする請求項７に記載の断層像撮影装置。
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