JP5132515B2

JP5132515B2 - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置

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Publication number: JP5132515B2
Application number: JP2008271110A
Authority: JP
Inventors: 昌快津雪
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2008-10-21
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2022-07-02
Also published as: JP2009011863A

Description

本発明は、プレップスキャンにより関心部位への造影剤流入をモニタする機能を備えたＸ線コンピュータ断層撮影装置に関する。

造影剤撮影では、被検体に投与した造影剤が関心スライスに流入するタイミングを計ってスキャン（本スキャン）することが重要である。そのため、本スキャンの前に、それよりも低線量でスキャン（プレップスキャン）及び低解像度の画像再構成を繰り返し、撮影技師がその断層画像の関心部位の造影剤濃度（染影度）を視認し、濃度がある程度高くなった時点で、本スキャンのトリガを入力することが行われている。装置では、そのトリガを受けると、プレップスキャンを停止するとともに本スキャンを開始する。

また近年では、本スキャン開始タイミングを自動化するいわゆるリアルプレップスキャンと呼ばれる技術の普及が進行している。これは、図１５（ａ）に示すように、プレップスキャンで得た断層画像データから関心部位のＣＴ値を抽出し、その値又は平均値ＣＴave.をしきい値ＴＨに対して比較し、ＣＴ値又は平均値ＣＴave.がしきい値ＴＨを超過した時刻ｔで、プレップスキャンから本スキャンへの移行を開始するというものである。

ここで、診断にあたっては、読影者は、本スキャンで収集された連続的な断層画像を動画として診るとともに、多くの場合、関心部位の造影剤濃度の時間的変動を時間濃度曲線により客観的に確認することが行われている。これがいわゆるダイナミックスタディと呼ばれるものである。

このダイナミックスタディの精度は、被検体の体動はもちろんのこと、呼吸や拍動による組織の動きに対して過敏に影響を受け、関心部位が小さければ小さいほどその影響は増大する。

従って、本スキャンの前には、検査技師は、拡声器等を使って被検体に対して息止めや体動抑制等を指示することが行われている。さらにこの指示を自動化した装置も登場している。つまり、息止めや体動抑制等の音声データを保持しておき、図１５（ｂ）に示すように、ＣＴ値又は平均値ＣＴave.がしきい値ＴＨを超過した時刻ｔで、その音声データの再生（音声ガイド）を行うというものである。

しかしこの場合、本スキャンの開示が、ＣＴ値又は平均値ＣＴave.がしきい値ＴＨを超過した時刻ｔから、音声データの再生に要する時間分、遅延してしまうという問題があった。

本発明の目的は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置において、本スキャン開始タイミングのずれを軽減することにある。

本発明のある局面は、プレップスキャンにより被検体に投与した造影剤濃度をモニタすることにより前記プレップスキャンとスキャン条件の異なる本スキャンの開始タイミングをはかるＸ線コンピュータ断層撮影装置において、Ｘ線管と、Ｘ線検出器と、前記Ｘ線管に高電圧を印加する高電圧発生部と、前記Ｘ線検出器の出力に基づいて断層画像データを再構成する再構成部と、前記断層画像データに対して関心領域を設定する操作部と、前記関心領域内の一部の画素のＣＴ値の平均をしきい値に対して比較し、前記平均値が前記しきい値に達した又は超過したとき、前記プレップスキャンを停止するとともに前記本スキャンの実行又は実行準備を開始する制御部とを具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供する。

本発明によれば、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置において、本スキャン開始タイミングのずれを軽減することができる。

以下、図面を参照して本発明によるＸ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）の実施形態を説明する。なお、Ｘ線ＣＴ装置には、Ｘ線管と放射線検出器とが１体として被検体の周囲を回転する回転／回転（ROTATE/ROTATE）タイプと、リング状に多数の検出素子がアレイされ、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転する固定／回転（STATIONARY/ROTATE）タイプ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本発明を適用可能である。ここでは、現在、主流を占めている回転／回転タイプとして説明する。

また、１スライスの断層像データを再構成するには、被検体の周囲１周、約３６０°分の投影データが、またハーフスキャン法でも１８０°＋ビュー角分の投影データが必要とされる。ここでは、再構成レートを上げるために、特公平１−２３１３６号公報、特開平４−２６６７４４号公報、特開平１２−７０２５７号公報等に記述した技術を採用してもよい。いずれの再構成方式にも本発明を適用可能である。ここでは、ハーフスキャン法を例に説明する。

また、入射Ｘ線を電荷に変換するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でＸ線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、Ｘ線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。Ｘ線検出素子としては、それらのいずれの方式を採用してもよいが、ここでは、前者の間接変換形として説明する。

また、近年では、Ｘ線管とＸ線検出器との複数のペアを回転リングに搭載したいわゆる多管球型のＸ線ＣＴ装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本発明では、従来からの一管球型のＸ線ＣＴ装置であっても、多管球型のＸ線ＣＴ装置であってもいずれにも適用可能である。ここでは、一管球型として説明する。

図１に、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の主要部の構成を示している。本実施形態のＸ線コンピュータ断層撮影装置は、スキャンガントリ１とコンピュータ装置２とから構成される。スキャンガントリ１は、被検体に関する投影データを収集するための構成要素であり、その投影データはコンピュータ装置２に取り込まれ、画像再構成及びリアルプレップ等の処理に供される。コンピュータ装置２は、リアルプレップ制御部２１と、それに対してデータ／制御バス２８を介して接続された前処理部２３、画像再構成部２４、表示部２５、操作卓２６及び音声データ記憶部２７から構成される。

被検体は、寝台１０の天板２０に載置された状態でスキャンガントリ１の空洞（撮影口）内に挿入される。寝台１０の天板２０は寝台駆動部１７により駆動されその長手方向に関して移動する。通常、この長手方向が後述する回転軸ＲＡ（体軸およびＺ軸に同じ）と平行になるように寝台１０が設置される。スキャンガントリ１には、図示しない円環状の回転架台が架台回転駆動部１６により駆動され回転軸ＲＡを中心に回転するように設けられている。この回転架台には、Ｘ線管装置１１０とＸ線検出器１１３とが対向関係で搭載されている。

Ｘ線管装置１１０は、Ｘ線管１１１と、被曝低減のために低エネルギー成分を除去するためのＸ線フィルタ１１２とから構成される。Ｘ線管１１１に電力供給するためにインバータ式の高電圧発生部１４が設けられている。高電圧発生部１４は高電圧変圧器、フィラメント電流発生器、整流器の他に管電圧及びフィラメント電流を任意に又は段階的に調整するために管電圧切換器、フィラメント電流切換器等を備えている。

Ｘ線検出器１１３の出力は、データ収集部１１４、図示しないが連続回転を可能にするスリップリング及び前処理部２３を介して投影データとして画像再構成部２４に供給され、そこで断層画像データの再構成処理に供される。この断層画像データは、表示部２５に表示されるとともに、リアルプレップ制御部２１にも供給され、後述するように音声ガイド発生タイミング及び本スキャンオペレーション開始のタイミングを決定するための処理のために使われる。

操作卓２６は、操作者が例えばスキャン条件やリアルプレップ条件（２種のしきい値ＴＨguide，ＴＨmain、待ち時間ＷＴ）を始め様々な情報や各種指示を入力するために設けられている。操作卓２６は、操作画面を備える。この操作画面又は表示部２５には、リアルプレップ制御部２１により、操作者による上記リアルプレップ条件の設定を支援するために好適に工夫された設定画面が表示される。

以下、リアルプレップ制御部２１によるリアルプレップ撮影動作について説明する。なお、実際には、リアルプレップ撮影動作に先だって、撮影スライスの位置決めや、プレップスキャン条件（管電圧、管電流、スキャン時間、束ねチャンネル数）、本スキャン条件（管電圧、管電流、スキャン時間、束ねチャンネル数）、リアルプレップ条件（関心領域ＲＯＩのサイズ及び位置、２種のしきい値ＴＨguide，ＴＨmain、待ち時間ＷＴ）の設定が行われる。なお、典型的には、線質を揃えるためにプレップスキャン用管電圧は本スキャン用管電圧と等価に設定され、被曝線量を抑えるためにプレップスキャン用管電流は本スキャン用管電流よりも低く設定される。リアルプレップ条件の設定については、後述するものとし、まず、リアルプレップ撮影動作について説明する。

図２に本動作手順が示されている。この図２とともに、図３，図４（ａ）を参照されたい。まず、被検体に造影剤が注入され、その後に、リアルプレップ制御部２１の制御のもとで、本スキャンよりも典型的には少なくとも低線量、低解像度（隣接チャンネル束ねにしてもよい）というスキャン条件でリアルプレップスキャンが行われる（Ｓ１）。つまり、位置決めされたスライスに関してＸ線管装置１１０及びＸ線検出器１１３が被検体の周囲を連続的に回転しながら、低線量でＸ線が連続的又はパルス的に発生され、データ収集が周期的に繰り返される。

そして、プレップスキャンと並行して、リアルプレップ制御部２１は、画像再構成部２４を制御して、プレップスキャンにより得られた投影データから減弱係数分布を断層画像データとして即時的に再構成（リアルタイムＣＴ又はＣＴ透視と呼ばれる）させ（Ｓ２）、Ｓ２で得られた断層画像データから、事前に設定した関心領域ＲＯＩ内の複数画素のＣＴ値を抽出し、その平均値ＣＴave.を計算し（Ｓ３）、その計算したＣＴ平均値ＣＴave.を、本スキャン移行用のしきい値ＴＨmainよりも低い値に事前に設定したガイダンス用のしきい値ＴＨguideに比較する（Ｓ４）。なお、このＣＴ平均値ＣＴave.は造影剤濃度を反映しているものであるが、造影剤濃度そのものとして、造影剤注入前に収集したマスク画像とプレップスキャンで得たリアル又はライブの画像データとの差分を取って、その差分画像から関心領域ＲＯＩ内の複数画素の画素値を抽出し、その平均値を計算するようにしてもよい。

比較の結果として、ＣＴ平均値ＣＴave.が、ガイダンス用のしきい値ＴＨguideに達していない又は超過していないときには、造影剤による関心部位の染影程度が低すぎるものとして、上記Ｓ１乃至Ｓ４の処理を繰り返す。ＣＴ平均値ＣＴave.が、ガイダンス用のしきい値ＴＨguideに達した又は超過した時刻ｔ１には、造影剤による関心部位の染影程度が本スキャン直前の状態に有るものとして、リアルプレップ制御部２１は、息止め及び体動抑制に関する音声データを音声データ記憶部２７から読み出し、音声信号に変換してスピーカ１９に供給する。それにより、スピーカ１９から、息止め及び体動抑制に関する音声ガイダンスが被検体に対して出力される（Ｓ５）。

なお、息止め及び体動抑制に関するガイダンスは音声により行うと説明したが、それに代えて又はそれと併用して、被検体が視認でき且つＸ線曝射範囲から外れた位置に配置したディスプレイに、息止め及び体動抑制に関するガイダンスを文字メッセージ又は図案として出力するようにしてもよい。

引き続き、プレップスキャン（Ｓ６）、即時的な画像再構成（Ｓ７）及び関心領域ＲＯＩ内画素のＣＴ平均値ＣＴave.の計算（Ｓ８）が継続され、そのＣＴ平均値ＣＴave.に対して、今度は、ガイダンス用のしきい値ＴＨguideよりも高い値に事前に設定した本スキャン移行用のしきい値ＴＨmainを比較する（Ｓ９）。比較の結果として、ＣＴ平均値ＣＴave.が、本スキャン移行用のしきい値ＴＨmainに達していない又は超過していないときには、造影剤による関心部位の染影程度が本スキャン移行には低すぎるものとして、上記Ｓ６乃至Ｓ９の処理を繰り返す。ＣＴ平均値ＣＴave.が、本スキャン移行用のしきい値ＴＨmainに達した又は超過した時刻ｔ２には、造影剤による関心部位の染影程度が本スキャンへの移行状態を満たしているものとして、リアルプレップ制御部２１は、プレップスキャンを停止する（Ｓ１０）。

そして、リアルプレップ制御部２１は、ＣＴ平均値ＣＴave.が本スキャン移行用のしきい値ＴＨmainに達した又は超過した時刻ｔ２において、音声ガイダンスが終了し、且つ被検体のための息止め及び体動抑制の準備期間として用意された待ち時間ＷＴが音声ガイダンス終了から経過しているか否かを判定し（Ｓ１１）、音声ガイダンスが終了し、且つそれから待ち時間ＷＴが経過しているとき、本スキャンを開始する（Ｓ１３）。

一方、リアルプレップ制御部２１は、ＣＴ平均値ＣＴave.が本スキャン移行用のしきい値ＴＨmainに達した又は超過した時刻ｔ２において、音声ガイダンスが終了していない、または待ち時間ＷＴが音声ガイダンス終了から経過していないとき、図４（ｂ）に示すように、時刻ｔ２で直ちに本スキャンを開始するのではなく、音声ガイダンスが終了し、且つそれから待ち時間ＷＴが経過するまで、本スキャンを待機する（Ｓ１２）。このような事態は、本スキャン移行用のしきい値ＴＨmainが低すぎる、または逆にガイダンス用のしきい値ＴＨguideが相対的に高すぎる場合に生じる。このような事態を回避することは、本スキャンの遅延を回避するために重要で、そのために本スキャン移行用のしきい値ＴＨmain及び逆にガイダンス用のしきい値ＴＨguideの設定方法に工夫がなされている。これについては後述する。

本スキャンは、予定した継続時間、予定した回転数、造影剤濃度（ＣＴ平均値）が予定した値まで低下する、又はヘリカルスキャンであれば予定したヘリカルスキャン範囲のデータ収集が完了するといった終了条件を満たすまで、継続され（Ｓ１４）、その条件を満たしたときに、本スキャンが終了する（Ｓ１５）。

このように本実施形態によれば、本スキャン用のしきい値ＴＨmainだけでなく、それよりも低い音声ガイダンス用のしきい値ＴＨguideを設定し、ＣＴ平均値がガイダンス用のしきい値ＴＨguideに達した又は超過した時点ｔ１で、ガイダンスを出力するようにしたので、ＣＴ平均値が本スキャン用のしきい値ＴＨmainに達した又は超過した時刻ｔ２から、本スキャン開始までの遅延を解消することができる。また、ＣＴ平均値が本スキャン用のしきい値ＴＨmainに達した又は超過した時刻ｔ２に、ガイダンス又は待ち時間が経過していない場合であっても、時刻ｔ２から本スキャン開始までの遅延時間としては、ガイダンス時間と待ち時間との合計時間よりも、必ず短縮することができる。

図６には、リアルプレップ制御部２１の制御のもとで、操作卓２６の操作画面又は表示部２５に表示されるリアルプレップ条件（関心領域ＲＯＩのサイズ及び位置、２種のしきい値ＴＨguide，ＴＨmain、待ち時間ＷＴ）の設定画面を示している。条件設定のために事前に撮影された断層画像３２が例えば画面右欄に表示され、それと共に、時間濃度曲線３１が画面左下欄に表示される。時間濃度曲線３１としては、プレップスキャンが開始された以後は、そのプレップスキャンにより得られたリアルタイム画像のＣＴ平均値の時間変動が表示されるが、条件設定時には、撮影部位に対応する標準的な時間濃度曲線モデルが表示される。

この時間濃度曲線モデルのデータは、部位に関連付けられて記憶部２７等に記憶されている。断層画像３２上には、関心部位ＲＯＩのマーク３３が重畳表示され、操作者はポインティングデバイスを使って画像上の所望位置に移動し、また所望サイズに設定することができる。

さらに、設定画面の画面左上欄には、しきい値ＴＨguide，ＴＨmain、待ち時間ＷＴを数値入力するためのボックスが表示される。操作者は、各ボックス中に任意の数値を入力することでしきい値ＴＨguide，ＴＨmain、待ち時間ＷＴを設定することができる。ガイダンス終了後からの待ち時間ＷＴとしては、被検体の年齢や体調等に応じて検査技師により任意に設定され、場合によっては、待ち時間ＷＴはゼロに設定されるかもしてない。本スキャン用しきい値ＴＨmainを設定した場合、デフォルト値としてそのしきい値ＴＨmainの例えば３０パーセントの値にガイダンス用しきい値ＴＨguideが自動入力され、必要時にだけガイダンス用しきい値ＴＨguideの手入力を行えばよいようになっている。

これらボックスに入力されたしきい値ＴＨguide，ＴＨmainに従って、時間濃度曲線モデル上の基準線３７，３８が上下に移動する。操作者は、それを参照して、それぞれの値の適正可否、また、ｔ１からｔ２までのおおよその時間幅等を確認し、しきい値ＴＨguide，ＴＨmainを最適値に近似させることが可能となる。

ここで、しきい値ＴＨguide，ＴＨmainの最適値について定義すると、図５に示すように、ＣＴ平均値ＣＴave.が、ガイダンス用しきい値ＴＨguideに達した又は超過した時刻ｔ１から、ガイダンス出力に要する時間と待ち時間ＷＴとの合計時間を経過した時刻に、ＣＴ平均値ＣＴave.が、本スキャン用しきい値ＴＨmainに達した又は超過した時刻ｔ２が一致する状態として定義される。この状態では、被検体の息止め等の拘束時間を最短化することができるものである。しかし実際の時間濃度曲線は、個人差があり、しかも同一個人であっても体調等の不確定要因により変化するものであり、最適値にしきい値ＴＨguide，ＴＨmainを設定することは現実的に不可能である。しかし、時間濃度曲線モデルを参照しながらしきい値ＴＨguide，ＴＨmainを設定し、また本スキャン用しきい値ＴＨmainに対して推奨されるパーセンテージでガイダンス用しきい値ＴＨguideの推奨値を自動入力することで、それら支援が無い場合よりも、最適値に近似させていくことは可能である。

また、図７（ａ）に示すように、しきい値ＴＨguide，ＴＨmainのボックス３４，３５にプルダウンメニュー３９，４０を併記し、それを押したときに、複数の推奨値がプルダウンで表示され、その中から検査技師により選択するようにしてもよい。また、推奨値に代えて、図７（ｂ）に示すように、複数の検査部位メニューが表示されるようにしてもよい。この場合、検査部位毎に、しきい値ＴＨguide，ＴＨmainの推奨値が設定される。

上記手法では、図８に示すように、本スキャンのスライスより上流の適当な濃度監視部位（下行大動脈等）に関心領域ＲＯＩを設定し、その関心領域ＲＯＩ内のピクセルのＣＴ値の平均値を計算し、その平均値をしきい値ＴＨguide，ＴＨmainと比較するものである。しかし、呼吸停止に伴う体動は、関心領域ＲＯＩを濃度監視部位から外してしまう可能性がある。なぜなら、画面の座標系で、関心領域ＲＯＩは固定しているが、濃度監視部位は呼吸動に伴って移動するからである。関心領域ＲＯＩが濃度監視部位から外れてしまうと、濃度監視精度が低下する。これを解決する手法について以下に説明する。

図９に、呼吸動による濃度監視精度の低下を軽減する動作手順が示されている。まず、オペレータによる操作卓２６の操作により、図１０に示すように、濃度監視部位（例えば下行大動脈）に対して関心領域ＲＯＩが設定される（Ｓ２１）。関心領域ＲＯＩは円形には限定されることはなく、他の形状又は任意の形状に設定されることができる。オペレータは、呼吸に伴って濃度監視部位が移動する範囲を推定し、推定した濃度監視部位の移動範囲を含むように関心領域ＲＯＩを濃度監視部位の領域より大きく設定する。それにより移動前の濃度監視部位は、関心領域ＲＯＩに内在し、しかも、移動後の濃度監視部位も、関心領域ＲＯＩに内在する。また、骨の高いＣＴ値がしきい値処理精度を低下させるために、オペレータは、骨（背骨等）の領域を避けて関心領域ＲＯＩの位置、形状及びサイズを注意深く調整すべきである。

上述のように、関心領域ＲＯＩは、濃度監視部位の領域より大きく設定されるので、関心領域ＲＯＩには、濃度監視部位に流れ込む造影剤と、その周辺の組織とが含まれる。そのため、関心領域ＲＯＩに含まれる画素のＣＴ値の平均値は、周辺組織のＣＴ値に引っ張られて低くなってしまう。

その問題を解決するために、図１１に示すように、リアルプレップ制御部２１は、関心領域ＲＯＩ内の画素のＣＴ値分布（ヒストグラム）から上位数パーセント又は上位数十パーセントのＣＴ値を抽出し、その抽出した上位数パーセント又は上位数十パーセントのＣＴ値の平均値を計算する機能を備えている。上記パーセントは、抽出率と呼ばれる。

関心領域ＲＯＩの設定と共に、当該抽出率が、オペレータにより操作卓２６を介して設定される（Ｓ２２）。当該抽出率の初期値は、例えば汎用性が高いと予想される２０パーセントに設定されている。抽出率を初期値から任意の値に変更するとき、オペレータは、操作卓２６に装備されたテンキーから所望の数字を入力する。制御部２１は、抽出率の入力部分にプルダウンメニューを提供する。プルダウンメニューには、様々な数字が並んでいる。オペレータは、操作卓２６に装備されたポインティングデバイスを操作してプルダウンメニューの中から所望の数字を入力する。

以上の準備が終了すると、被検体に造影剤が注入され、その後に、リアルプレップ制御部２１の制御のもとで、リアルプレップスキャンが行われ（Ｓ２３）、画像再構成部２４により断層画像データが再構成される（Ｓ２４）。

制御部２１は、断層画像データから、事前に設定した比較的大きい関心領域ＲＯＩ内の複数画素から、抽出率として設定した上位ＸパーセントのＣＴ値を抽出し（Ｓ２５）、その平均値ＣＴave.’を計算する（Ｓ２６）。

ＣＴ平均値ＣＴave.’は、しきい値ＴＨguideに比較される（Ｓ２７）。ＣＴ平均値ＣＴave.’が、しきい値ＴＨguideに達していない又は超過していないときには、上記Ｓ２３乃至Ｓ２７の処理が繰り返される。ＣＴ平均値ＣＴave.’が、しきい値ＴＨguideに達した又は超過した時に、リアルプレップ制御部２１の制御により、息止め及び体動抑制に関する音声ガイドがスピーカ１９から出力される（Ｓ２８）。

引き続き、プレップスキャン（Ｓ２９）、画像再構成（Ｓ３０）、関心領域ＲＯＩ内画素から上位ＸパーセントのＣＴ値の抽出（Ｓ３１）、抽出したＣＴ値の平均値ＣＴave.’の計算（Ｓ３２）、及び、しきい値ＴＨmainに対するＣＴ平均値ＣＴave.’の比較（Ｓ３３）の一連の処理が、ＣＴ平均値ＣＴave.’が、しきい値ＴＨmainに達する又は超過する時まで、繰り返される。この時、プレップスキャンが停止され（Ｓ３４）、必要に応じて待ち時間ＷＴの経過を待機し（Ｓ３５、Ｓ３６）、本スキャンを開始する（Ｓ３７）。本スキャンは、予定した継続時間、予定した回転数、造影剤濃度（ＣＴ平均値）が予定した値まで低下する、又はヘリカルスキャンであれば予定したヘリカルスキャン範囲のデータ収集が完了するといった終了条件を満たすまで、継続され（Ｓ３８）、その条件を満たしたときに、本スキャンが終了する（Ｓ３９）。

このように濃度監視部位よりも関心領域ＲＯＩを大きく設定し、さらに関心領域ＲＯＩ内の画素の上位ＸパーセントのＣＴ値の平均値を計算し、その平均値でしきい値処理を実行することにより、呼吸動作による濃度監視部位に対する関心領域ＲＯＩのズレに伴うガイダンス出力タイミング及び本スキャン開始タイミングの誤差を軽減することができる。

ここで、上述したように、オペレータは、骨（背骨等）の領域を避けて関心領域ＲＯＩの位置、形状及びサイズを注意深く調整すべきであるが、現実的には、呼吸動の振幅の大きさは個人差があり、そのため関心領域ＲＯＩに骨領域が入り込むことがある。この場合、骨はＣＴ値が高いので、ガイダンス出力タイミング及び本スキャン開始タイミングが予想外に早くなるという事態が生じる。

この事態を回避するために、図９に示すように、制御部２１は、ＣＴ値抽出処理Ｓ２５、Ｓ３１の前段階で、関心領域ＲＯＩ内の画素のＣＴ値分布から、所定値以上の高いＣＴ値を除去する（Ｓ４０、Ｓ４１）。一般的に、骨のＣＴ値は、２５０−１，０００の範囲内に分布する。上記所定値は、骨の最も低いＣＴ値（２５０）より若干高いＣＴ値、例えば３００に設定される。所定値を骨の最も低いＣＴ値（２５０）より若干高い値に設定することで、造影剤のＣＴ値が骨のＣＴ値と共に除去されてしまう事態に対して多少のマージンを与えることができる。

図９のＳ２２において、特に、関心領域ＲＯＩを複雑な形状に設定したとき、抽出率が最適な値から大幅にずれてしまう可能性がある。抽出率が高すぎたときには、ガイダンス出力タイミング及び本スキャン開始タイミングが予想外に早くなり、抽出率が低すぎたときには、ガイダンス出力タイミング及び本スキャン開始タイミングが予想外に遅くなるという事態が生じる可能性がある。

この可能性を軽減するために、図１３，図１４に示すように、２種類の関心領域ＲＯＩ１，ＲＯＩ２を設定し（Ｓ４２）、その面積比（ＲＯＩ２／ＲＯＩ１）を制御部２１で計算して（Ｓ４３）、その面積比を抽出率として設定するにしてもよい。面積比は、実際には、画素数の比率として計算されるかもしれない。

一方の関心領域ＲＯＩ１は、図９と同様に、濃度監視領域を含む比較的大きなサイズに設定される。他方の関心領域ＲＯＩ２は、濃度監視領域を取り囲む比較的小さなサイズに設定される。制御部２１は、第１の関心領域ＲＯＩ１の面積を計算する。また、制御部２１は、第２の関心領域ＲＯＩ２の面積を計算する。制御部２１は、第１の関心領域ＲＯＩ１の面積に対する第２の関心領域ＲＯＩ２の面積の比率を計算する。例えば、第１の関心領域ＲＯＩ１の面積が４０ｍｍ^２で、第２の関心領域ＲＯＩ２の面積が１０ｍｍ^２であると仮定すると、抽出率は、１０／４０、つまり２５パーセントに設定される。

このように抽出率を設定することにより、抽出率の誤差に起因するガイダンス出力タイミング及び本スキャン開始タイミングのズレを軽減することができる。

（変形例）
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されてもよい。

本発明の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の主要部の構成図。本実施形態によるリアルプレップ動作を示すフローチャート。本実施形態において、関心部位の時間濃度曲線とそれに対して設定された２種のしきい値を示す図。本実施形態によるリアルプレップ動作を時間経過とともに模式的に示す図。本実施形態によるリアルプレップ動作における理想的な状態を模式的に示す図。図１のリアルプレップ制御部の制御のもとで操作卓の操作画面又は表示部に表示されるしきい値設定画面の例を示す図。図１のリアルプレップ制御部の制御のもとで操作卓の操作画面又は表示部に表示されるしきい値設定画面の他の例を示す図。図１の操作卓を介して設定される関心領域ＲＯＩの例を示す図。本実施形態による他のリアルプレップ動作を示すフローチャート。図９のＳ２１で設定される関心領域ＲＯＩの例を示す図。図９のＳ２５の処理の補足図。本実施形態によるさらに他のリアルプレップ動作を示すフローチャート。本実施形態によるさらに他のリアルプレップ動作を示すフローチャート。図１３のＳ４２の処理の補足図。従来のリアルプレップ動作を時間経過とともに模式的に示す図。

符号の説明

１…スキャンガントリ、１１０…Ｘ線管装置、１１１…Ｘ線管、１１２…Ｘ線絞り装置、１１３…Ｘ線検出器、１１４…データ収集部、１４…高電圧発生部、１６…架台回転駆動部、１７…寝台駆動部、１０…寝台、２０…天板、２…コンピュータ装置、２１…リアルプレップ制御部、２３…前処理部、２４…画像再構成部、２５…表示部、２６…操作卓、２７…音声データ記憶部、２８…データ／制御バス。

Claims

プレップスキャンにより被検体に投与した造影剤濃度をモニタすることにより前記プレップスキャンとスキャン条件の異なる本スキャンの開始タイミングをはかるＸ線コンピュータ断層撮影装置において、
Ｘ線管と、
Ｘ線検出器と、
前記Ｘ線管に高電圧を印加する高電圧発生部と、
前記Ｘ線検出器の出力に基づいて断層画像データを再構成する再構成部と、
前記断層画像データに対して第１関心領域と前記第１関心領域内の第２関心領域とを設定する操作部と、
前記第１関心領域内の画素のＣＴ値分布から、所定値以上のＣＴ値を除去するとともに、残ったＣＴ値の分布から、前記第１関心領域の面積に対する前記第２関心領域の面積の比率に応じた上位の所定パーセントを占める一部の画素を抽出し、前記抽出された一部の画素の平均ＣＴ値をしきい値に対して比較し、前記平均ＣＴ値が前記しきい値に達した又は超過したとき、前記プレップスキャンを停止するとともに前記本スキャンの実行又は実行準備を開始する制御部とを具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。