JP5470106B2

JP5470106B2 - 医用画像撮影装置

Info

Publication number: JP5470106B2
Application number: JP2010054082A
Authority: JP
Inventors: 寛明二宮; 秀紀今泉; 博久出雲
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2030-03-11
Also published as: JP2011183088A

Description

本発明は、医用画像撮影装置における心電同期撮影に関する。

従来より、例えばＸ線ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置やＭＲＩ（ｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅｉｍａｇｉｎｇ）装置、超音波診断装置等といった各種医用画像撮影装置が開発され、被検体の検査等に利用されている。
例えば、Ｘ線ＣＴ装置は、被検体の周囲からＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線の強度に関するデータをＸ線検出器にて収集し、収集したデータに基づいて被検体内部のＸ線吸収係数の分布情報を画像化する。

このようなＸ線ＣＴ装置等を用いた心臓の検査では、投影データの収集とともに心臓の心拍周期情報（以下、心電情報という）を計測し、投影データに心電情報を埋め込んで、画像を再構成する。このような方法は心電同期再構成法と呼ばれ、画像の再構成処理に先立ち、投影データと心電情報の収集タイミングを対応付けておく必要がある。例えば特許文献１には、被検者の心電情報と投影データとに、それぞれ収集した時刻を示すタイムコードを追記して保存し、このタイムコードによって、投影データと心電情報とを対応付ける手法が記載されている。

特開２００８−１３２３１３号公報

しかしながら、上述のタイムコードは時刻を表す情報であり、１時相あたり通常８バイト程度を必要とする。例えば、上述の特許文献１では、（１８０度＋ファン角度）分の投影データを１単位の投影データセットとして記憶し、投影データセットに対してそれぞれ少なくとも一つのタイムコードが付与される必要があるが、上述のタイムコードを各投影データセットに付与すると投影データ全体のデータサイズが増加してしまう。そのため、データ転送量が増加し、医用画像撮影装置における処理負荷が増大し、リアルタイム性が損なわれるといった問題が生じる。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、投影データと心電情報とを同期するための付加情報のデータサイズを縮小することによりデータ全体のデータサイズを縮小し、安定した処理を行うことが可能な医用画像撮影装置を提供することを目的としている。

前述した目的を達成するために第１の発明は、被検体内部の投影データを取得する計測手段と、該被検体の心電情報を計測する心電計と、前記投影データに基づいて画像を生成する画像生成手段と、を備えた医用画像撮影装置であって、所定パターンをなすデータ列を同期情報とし、各時相の心電情報に対して時系列に前記同期情報の各要素データを付加する同期情報付加手段と、前記同期情報付加手段によって同期情報の各要素データが付加された心電情報を記憶する心電情報記憶手段と、前記同期情報付加手段によって同期情報の各要素データが付加された心電情報と、同時に取得された前記投影データとを対応付け、前記心電情報とは別に記憶する投影データ記憶手段と、を備えることを特徴とする医用画像撮影装置である。

また、第２の発明は、被検体内部の投影データを取得する計測手段と、該被検体の心電情報を計測する心電計と、前記投影データに基づいて画像を生成する画像生成手段と、を備えた医用画像撮影装置であって、前記心電計から計測された心電情報を記憶する心電情報記憶手段と、前記心電情報と、同時に取得された前記投影データとを対応付け、前記心電情報とは別に記憶する投影データ記憶手段と、時系列で識別可能な複数の識別情報を同期情報とし、各時相の心電情報に各識別情報をそれぞれ付加するとともに、一部の時相の投影データに当該時相に対応する識別情報を付加する識別情報付加手段と、を備えることを特徴とする医用画像撮影装置である。

本発明により、小さなデータサイズの付加情報で心電情報と投影データとが同期されるため、データ全体のデータサイズが縮小され、これにより安定した処理を行うことが可能な医用画像撮影装置を提供できる。

Ｘ線ＣＴ装置１全体のハードウエアブロック図本発明で使用する同期情報５のパターンの一例時系列に同期情報５が付加された心電情報４０４の一例同期情報及び心電情報が付加された投影データ２２４の一例心電同期撮影全体の流れを説明するフローチャート同期情報の生成・付加処理の流れを説明するフローチャート心電情報と投影データとの同期処理の流れを説明するフローチャート心電情報と投影データとの同期を説明するためのタイミングチャート（心電情報及び投影データのサンプリング間隔が同じ場合の例）心電情報と投影データとの同期を説明するためのタイミングチャート（心電情報及び投影データのサンプリング間隔が異なる場合の例）投影データの一部に心電情報及び同期情報を付加する例

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
なお、以下の実施形態では、本発明に係る医用画像撮影装置の一例としてＸ線ＣＴ装置１について説明するが、これに限定されるものではなく、本発明は、ＭＲＩ装置、Ｘ線診断装置、透視撮影装置、ＳＰＥＣＴ装置、ＰＥＴ装置等の様々な医用画像撮影装置に適用できる。

また、以下の各実施形態では、被検者の心電情報は、撮影（投影データの取得）の期間のみならず、撮影の開始前から撮影の終了後に渡って継続して取得され、投影データとは別に保存されるものとする。

［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の構成について説明する。

図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、スキャナ２と、寝台３と、操作卓４とを備えて構成される。
Ｘ線ＣＴ装置１は、寝台３上に固定される被検体６をスキャナ２の開口部２０４に搬入してスキャンすることにより、被検体６を透過するＸ線量データを投影データとして取得する。

スキャナ２は、ガントリ部２００とシステム制御部２２０とを備える。ガントリ部２００は、Ｘ線管２０１、Ｘ線制御装置２０２、コリメータ２０３、開口部２０４、Ｘ線検出器２０５、データ収集装置２０６、回転板２０７、寝台制御装置３０１、ガントリ制御装置２０９、心電計２１１、及び心電計接続装置２１２から構成される。システム制御部２２０は、システム制御装置２２１、画像演算装置２２２、及び記憶装置２２３から構成される。

Ｘ線管２０１はＸ線源であり、Ｘ線制御装置２０２により制御されて被検体６に対してＸ線を連続的または断続的に照射する。Ｘ線制御装置２０２は、システム制御装置２２１により決定されたＸ線管電圧及びＸ線管電流に従って、Ｘ線管２０１に印加または供給するＸ線管電圧及びＸ線管電流を制御する。

コリメータ２０３は、Ｘ線管２０１から放射されたＸ線を、例えばコーンビーム（円錐形または角錐形ビーム）等のＸ線として被検体６に照射させるものであり、開口幅は図示しないコリメータ制御装置により制御される。被検体６を透過したＸ線はＸ線検出器２０５に入射する。

Ｘ線検出器２０５は、例えばシンチレータとフォトダイオードの組み合わせによって構成されるＸ線検出素子群をチャネル方向（周回方向）に例えば１０００個程度、列方向（体軸方向）に例えば１〜３２０個程度配列したものであり、被検体６を介してＸ線管２０１に対向するように配置される。Ｘ線検出器２０５はＸ線管２０１から放射されて被検体６を透過したＸ線を検出し、検出した透過Ｘ線データをデータ収集装置２０６に出力する。

データ収集装置２０６は、Ｘ線検出器２０５に接続され、Ｘ線検出器２０５の個々のＸ線検出素子により検出される透過Ｘ線量を収集し、ディジタルデータに変換し、投影データとしてシステム制御装置２２１に順次出力する。データ収集装置２０６からシステム制御装置２２１へのデータ出力単位は、例えばＸ線管２０１の角度（Ｘ線照射角度）であるビュー角度毎とする場合には、１ビュー分の投影データが一つの生データ（ＲａｗＤａｔａ）として纏められる。以下、一纏まりのＲａｗＤａｔａを単位投影データと呼ぶ。すなわち、一連のＸ線照射で得られる投影データは、Ｘ線照射角度（ビュー角度）分の複数の単位投影データＲ１，Ｒ２，Ｒ３，・・・から構成される。また、各単位投影データは、例えば０．１ｍｓ（ミリ秒）程度の所定時間間隔でシステム制御装置２２１に送出される。

第１の実施の形態では、データ収集装置２０６からシステム制御装置２２１への投影データの送出時間間隔（投影データのサンプリング間隔）と、後述する心電計接続装置２１２から送出される心電情報の送出時間間隔（心電計２１１のサンプリング間隔）とは同一とする。

回転板２０７には、Ｘ線管２０１、コリメータ２０３、Ｘ線検出器２０５、データ収集装置２０６が搭載される。回転板２０７は、ガントリ制御装置２０９によって制御される回転板駆動装置から、駆動伝達系を通じて伝達される駆動力によって回転される。

寝台３は、被検体６が載置される天板、上下動装置、及び天板駆動装置から構成され、寝台制御装置３０１に接続される。寝台制御装置３０１は、上下動装置を制御して寝台３の高さを適切なものにする。また、天板駆動装置を制御して天板を体軸方向に前後動したり、体軸と垂直方向であって、かつ天板に平行な方向（左右方向）に移動したりする。これにより、被検体６がスキャナ２のＸ線照射空間に搬入及び搬出される。

心電計２１１は、被検体６に取り付けた電極を介して、心臓の心拍運動を反映した活動電位の時間変化を表す心電情報４０４を計測し、例えば０．１秒間隔等の所定のサンプリングピッチでディジタル信号に変換する。心電情報４０４は、心電計接続装置２１２を介してシステム制御部２２０及び操作卓４へ順次送出される。

心電計接続装置２１２は、心電計２１１と、システム制御部２２０及び操作卓４との接続を媒介するインタフェースである。心電計接続装置２１２は、心電計２１１によって取得された心電情報４０４に対して、サンプリングの都度、同期情報５の各要素データを付加する。

ここで、本発明において用いる同期情報５について図２を参照して説明する。
同期情報５は、心電情報４０４から時系列に順に抽出した場合に、所定のパターンをなすデータ列とする。同期情報５の個々のパターンは他のパターンとは識別可能な形式となるものを用いる。

具体的には、同期情報５として、図２に示すようなパターンを用いることが好適である。
図２に示す同期情報５は、キー部分と、Ｎｏ．部分とからなるパターンをスペース（区切り）を介して繰り返す連続パターンである。
Ｎｏ．部分は、同期情報５内で各パターンを識別するデータ列であり、例えばパターン番号を示すデータ列とする。図２の例では５桁の２進数が用いられ、「００００１」、「０００１０」、・・・のように与えられる。Ｎｏ．部分の桁数は５桁に限定されず、投影データの量に応じて適宜変更してもよい。
キー部分は、同期情報５内の全てのパターンで固定とし、上述のＮｏ．部分を認識するために用いられる。例えば、「１１１１１１」のような同じ値を所定桁数繰り返すものとする。図２では６桁とするが、Ｎｏ．部分の桁数より大きければ何桁としてもよい。
スペースは、キー部分に用いるデータとは異なるデータとする。図２の例では「０」である。キー部分を「０００・・・０」とした場合には、スペースは「１」とすればよい。
同期情報５の生成・付加のタイミングについては後述する（図６参照）。

心電計接続装置２１２は、同期情報５の少なくとも１ビットの要素データを、サンプリングの都度、時系列に心電情報４０４に付加し、操作卓４及びシステム制御装置２２１へ送出する。

操作卓制御装置４０１は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等により構成され、操作装置４０８、操作卓表示装置４０７、及び操作卓記憶装置４０３の各部を制御する。また、操作卓制御装置４０１は、スキャナ２内のシステム制御装置２２１及び心電計接続装置２１２に接続される。

操作卓４の操作卓制御装置４０１は、心電計接続装置２１２から心電情報４０４を取得すると、操作卓表示装置４０７に心電波形を表示させる。また、撮影が終了すると取得した心電情報４０４を操作卓記憶装置４０３へ保存する。
操作卓記憶装置４０３には、図３に示すように、各サンプリング時刻での心電情報Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，・・・と、その都度付加される同期情報５の要素データ「１」、「１」，「１」，・・・とが対応付けられて、心電情報４０４として記憶される。

システム制御部２２０のシステム制御装置２２１は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等により構成される。システム制御装置２２１は、スキャナ２内のＸ線制御装置２０２、データ収集装置２０６、及びガントリ制御装置２０９を制御し、また、寝台制御装置３０１を制御するものである。

システム制御装置２２１は、心電同期撮影を行うため、Ｘ線ＣＴ装置１全体を制御する。また、撮影中は、同時に収集される心電情報４０４と投影データ２２４とを対応付け、記憶装置２２３に保存する。

記憶装置２２３は、ハードディスク等により構成されるものであり、システム制御装置２２１に接続される。
記憶装置２２３には、図４に示すように、各単位投影データＲ１，Ｒ２，Ｒ３，・・・と同じ収集タイミングで取得された心電情報Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５，・・・及び同期情報「１」、「０」，「１」，・・・が、対応付けられて投影データ２２４として記憶される。

システム制御部２２０の画像演算装置２２２は、データ収集装置２０６から出力され、システム制御装置２２１によって心電情報４０４及び同期情報５の埋め込まれた投影データ２２４に対して、対数変換、感度補正等の前処理を施し、前処理された投影データ２２４を用いて被検体６の断層像を再構成する。画像演算装置２２２により再構成された断層像は、操作卓４へ送出され、操作卓記憶装置４０３に記憶されるとともに操作卓表示装置４０７に表示される。このとき、操作卓制御装置４０１は、断層像のもととなる投影データ２２４に埋めこまれた同期情報５を用いて心電情報４０４と断層像とを同期し、操作卓表示装置４０７に表示する。同期処理については後述する。

操作卓表示装置４０７は、液晶パネル、ＣＲＴモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成され、操作卓制御装置４０１に接続される。操作卓表示装置４０７はシステム制御部２２０の画像演算装置２２２から出力される再構成画像、並びに操作卓制御装置４０１が取り扱う種々の情報を表示する。

操作装置４０８は、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置、及び各種スイッチボタン等により構成され、操作者によって入力される各種の指示や情報を操作卓制御装置４０１に出力する。操作者は、操作卓表示装置４０７及び操作装置４０８を使用して対話的にＸ線ＣＴ装置１を操作する。

次に、図５〜図８を参照して、Ｘ線ＣＴ装置１の動作について説明する。

本実施の形態のＸ線ＣＴ装置１のシステム制御装置２２１は、図５のフローチャートに示す手順で心電同期撮影を実行する。すなわち、システム制御装置２２１は、記憶装置２２３から心電同期撮影処理に関するプログラム及びデータを読み出し、このプログラム及びデータに基づいて処理を実行する。

心電計２１１の電極が被検体６に取り付けられ、心電計２１１によって心電情報４０４の計測が開始されると(ステップＳ１０１)、心電計接続装置２１２は、心電計２１１によって計測された心電情報４０４に順次同期情報５の各要素データを付加し、操作卓制御装置４０１及びシステム制御装置２２１へ送出する。心電情報４０４は、本実施の形態では、例えば０．１ｍｓ毎に取得され、同期情報５の各要素データも同じ時間毎（０．１ｍｓ毎）に付加されるものとする。

図６に、心電計接続装置２１２における同期情報５の生成・付加処理の流れを説明するフローチャートを示す。図６では、図２に示す同期情報５の生成・付加処理について説明する。
心電計接続装置２１２は、まず、予め設定されているキー部分の桁数を確認する（ステップＳ２０１）。キー部分の桁数は、図２に示す例では６桁であるが、これに限定されるものではない。

心電計接続装置２１２は、キー部分のデータ「１」を生成し、心電計２１１から入力された心電情報４０４に付加する（ステップＳ２０２）。０．１ｍｓ経過毎に、キー部分の桁数回、同じデータ「１」を生成し、付加する（ステップＳ２０３、ステップＳ２０４）。

キー部分が終了すると（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、次に、心電計接続装置２１２は、同期情報５のＮｏ．部分についてのデータの生成・付加を開始する。Ｎｏ．部分は、図２に示す同期情報５の場合は、０，１，２，・・・の順番とする。心電計接続装置２１２は、今回与えるＮｏ．を確認し（ステップＳ２０５）、Ｎｏ．を２進数（図２の例では５桁の２進数）へ変換し（ステップＳ２０６）、上位桁から順に心電情報４０４に付加する（ステップＳ２０７）。０．１ｍｓ経過毎に、Ｎｏ．部分の桁数回、Ｎｏ．部分のデータ「１」または「０」の付加を繰り返す（ステップＳ２０８、ステップＳ２０９）。

Ｎｏ．部分が終了すると（ステップＳ２０９；Ｙｅｓ）、Ｎｏ．に「１」を加算し（ステップＳ２１０）、次に、スペース区切りを示すデータ「０」を生成し、心電情報４０４に付加する（ステップＳ２１１）。０．１ｍｓ経過する（ステップＳ２１２）と、ステップＳ２０２へ移り、以降ステップＳ２０２〜ステップＳ２１２を繰り返す。

操作卓制御装置４０１は、同期情報５が付加された心電情報４０４を取得すると（ステップＳ１０３）、操作卓表示装置４０７に表示する（ステップＳ１０４）。心電計２１１による心電情報４０４の計測は、撮影終了後、操作者から停止指示があるまで継続する。操作卓制御装置４０１は、撮影終了後、取得した心電情報４０４を操作卓記憶装置４０３に保存する（ステップＳ１１１）。

一方、スキャナ２では、心電情報４０４の計測開始後、造影剤の注入が開始される（ステップＳ１０５）。その後、システム制御装置２２１は、ガントリ部２００の各部を制御してＸ線の照射を開始する（ステップＳ１０６）。Ｘ線照射中、Ｘ線検出器２０５は被検体６を透過したＸ線量を検出し、データ収集装置２０６は、Ｘ線検出器２０５で検出されたＸ線量を所定データ単位にディジタルデータに変換して単位投影データとしてシステム制御装置２２１へ所定時間間隔で出力する。ここでは、０．１ｍｓ毎に単位投影データとして纏め、順次出力する。

システム制御装置２２１は、投影データ２２４を取得する（ステップＳ１０７）とともに、心電計接続装置２１２から心電情報４０４を取得している（ステップＳ１０８）。心電情報４０４にはステップＳ１０２において同期情報５が付加されているが、心電計２１１における心電情報４０４の計測は既に開始されているため、Ｘ線照射の開始タイミング以降の同期情報５が単位投影データに順次付加されることとなる。

システム制御装置２２１は、同じ時間間隔内に取得した単位投影データと心電情報４０４とを対応付け、記憶装置２２３に保存する（ステップＳ１０９）。本実施の形態では、単位投影データには、０．１ｍｓ毎にそのときの心電情報４０４及び同期情報５が付加されることとなる。

システム制御装置２２１における投影データ２２４への心電情報４０４及び同期情報５の付加は、撮影終了時に終了する（ステップＳ１１０）。

以上のように、投影データ２２４及び心電情報４０４は、いずれも同期情報５が付加され、別に保存される。

以上のように、心電情報４０４との同期情報５が付加された投影データ２２４に基づいて、システム制御部２２０の画像演算装置２２２は断層像を再構成し、操作卓制御装置４０１へ出力する。
操作卓制御装置４０１は、断層像を操作卓表示装置４０７に表示する。この際、操作卓制御装置４０１は図７に示す同期処理を実行し、心電情報４０４と同期して心電波形及び断層像を表示する。

図７に示すように、操作卓制御装置４０１は、まず、投影データ２２４の同期情報５を参照し、１番目のパターンを取得する。パターンは、スペース区切りと所定桁数のキー部分とを認識することにより抽出できる（ステップＳ３０１）。同様に、操作卓制御装置４０１は、心電情報４０４の同期情報５を参照し、１番目のパターンを取得する（ステップＳ３０２）。

操作卓制御装置４０１は、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２において取得した各パターンを比較し（ステップＳ３０３）、パターンが同一のものであれば（ステップＳ３０４；Ｙｅｓ）、一致するパターンを基準として同期する（ステップＳ３０５）。

投影データ２２４及び心電情報４０４から取得したパターン情報が一致しない場合は（ステップＳ３０４；Ｎｏ）、操作卓制御装置４０１は、操作卓記憶装置４０３の心電情報４０４から次に現れるパターンを取得する（ステップＳ３０６）。また、心電情報４０４から取得したパターンが最後のパターンではない場合は（ステップＳ３０７；Ｎｏ）、ステップＳ３０３へ戻り、投影データ２２４及び心電情報４０４から現在取得しているパターン同士を比較する。

投影データ２２４及び心電情報４０４から取得したパターンが一致せず（ステップＳ３０４；Ｎｏ）、また、心電情報４０４から取得したパターンが最後のパターンとなった場合は（ステップＳ３０７；Ｙｅｓ）、投影データ２２４から次に現れるパターン情報を取得し（ステップＳ３０８）、ステップＳ３０３へ戻り、投影データ２２４及び心電情報４０４から現在取得しているパターン情報同士を比較する。ステップＳ３０８が実行されるのは、投影データ２２４の伝送エラー等によって一部の単位投影データが損なわれる等、パターンが壊れている場合である。従って、伝送エラーがない場合は、ステップＳ３０８が実行されることはない。

そして、一致するパターンを基準として投影データ２２４と心電情報４０４とを同期する。

図８は、同期について説明するためのタイミングチャートである。横軸は時間［ｍｓ］を示している。「心電情報」は心電波形を示し、「Ｘ線照射」は値「１」のときにＸ線照射（撮影中）、「０」のときに非照射を示す。また、「投影データに付加された同期情報」と、「心電情報に付加された同期情報」とを、同期した状態で示している。

図８の「心電情報に付加された同期情報」から最初に抽出されるパターンは「１１１１１１０００１０」である。また、「投影データに付加された同期情報」から最初に抽出されるパターンは「１１１１１１００１００」である。これらのパターンは一致しないため、心電情報の同期情報から次のパターンが比較される。心電情報の同期情報の次のパターンは「１１１１１１０００１１」である。これも投影データの同期情報から最初に抽出されるパターンは「１１１１１１００１００」とは一致しない。心電情報の同期情報の更に次のパターンは「１１１１１１００１００」である。よって、投影データの同期情報から最初に抽出されるパターンと一致する。従って、パターン「１１１１１１００１００」を基準として、投影データ２２４と心電情報４０４とが同期される。

以上説明したように、本実施の形態のＸ線ＣＴ装置１によれば、心電計接続装置２１２は、心電計２１１から心電情報４０４を取得する都度、時系列に同期情報５の要素データを付加してシステム制御装置２２１及び操作卓制御装置４０１に出力する。また、システム制御装置２２１は、Ｘ線照射中、取得した投影データ２２４の各単位投影データに、同時に取得される心電情報４０４を付加して保存する。よって、同じ時刻に得られた心電情報４０４及び単位投影データには同じ同期情報５の要素データが付加される。同期情報５は、時系列に連続して抽出した際にパターンをなし、パターン全体が他のパターンと識別可能であればよいため、各時相に付加する同期情報５の要素データは、少なくとも１ビットのデータであればよい。よって、心電情報４０４と投影データ２２４とを対応付けるために付加する同期情報５は、時刻を表すタイムコードより小さいデータサイズの同期情報５で足りるため、データ全体のデータ量が小さくなる。そのためデータ転送量を小さくすることができ、システム全体の処理負荷を抑え、動作のリアルタイム性を向上させることが可能となる。

また、収集時刻が同じ投影データ２２４と心電情報４０４とに同じ同期情報５を付加するので、心電情報４０４と投影データ２２４の開始タイミングが異なっていても、同期情報５により同期できる。これにより、投影データ取得中の心拍の変化のみならず、その前後の心拍の変化についても画像と連動して参照できるようになる。例えば、Ｘ線の照射前→造影剤の注入前→造影剤注入後→Ｘ線照射中→撮影終了後のように、一連の検査の流れの各段階における心拍の変化と、Ｘ線照射中に得られる投影データから再構成される画像とを同期して表示できるようになり、診断に有効となる。

なお、上述の実施の形態では、同期情報５として、連続するパターンを１ビットの要素データずつ各時相の心電情報４０４に付加する例を示したが、要素データは１ビットに限定されず、複数ビットとしてもよい。ただし、要素データのデータサイズは小さいことが望ましい。
また、同期情報５に用いるパターンは、図２の例に限定されず、桁数等は適宜変更可能である。また、パターン情報のキー部分と、Ｎｏ．部分とを逆転してもよいし、スペース区切りの桁数を複数桁としてもよい。

また、上述の実施の形態では、投影データ２２４のサンプリング間隔と心電情報４０４のサンプリング間隔がともに０．１ｍｓである例を示したが、第１の実施の形態では同じ時間間隔であれば、０．１ｍｓに限定されない。ただし、投影データ２２４のサンプリング間隔と心電情報４０４のサンプリング間隔とが異なる例については、第２の実施の形態にて説明する。

［第２の実施の形態］
次に、図９を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１のハードウエア構成は、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１と同一であるため、同一の各部は同一の符号を付し、説明を省略する。

第２の実施の形態では、投影データ２２４のサンプリング間隔と心電情報４０４のサンプリング間隔とが異なる場合の例について説明する。
図９の例では、心電情報４０４のサンプリング間隔を０．３ｍｓ、投影データ２２４のサンプリング間隔を０．２ｍｓとする。
この場合、心電計接続装置２１２は、心電情報４０４に同期情報５を付加する際、投影データ２２４のサンプリング間隔と心電情報４０４のサンプリング間隔との公倍数の時間、同じ値の要素データを繰り返し付加する。この例の場合は、最小公倍数の０．６ｍｓ間は同じ値を付加する。

図９のタイミングチャートに具体例を示す。
心電計接続装置２１２は、第１の実施の形態と同様に０．１ｍｓ毎に同期情報５の各要素データを付加するが、付加する値は０．６ｍｓ毎に更新される。
具体的には、例えば同期情報５のパターン「１１１１０１０」を付加する際、心電計接続装置２１２は、左から１桁目の「１」を６回、２桁目の「１」を６回、３桁目の「１」を６回、４桁目の「１」を６回、５桁目の「０」を６回、６桁目の「１」を６回付加し、７桁目の「０」を６回付加し、スペース「０」を６回付加して、１パターンを終了する。次のパターンも同様とする。
なお、上述の同期情報５のパターンは一例であり、他のパターンであってもよい。

心電情報４０４と投影データ２２４とを同期する際は、操作卓制御装置４０１は投影データ２２４と心電情報４０４とから０．６ｍｓ毎に同期情報５を抽出し、比較する。図９に示す例では、心電情報４０４と投影データ２２４の各同期情報５が初めに一致するパターンが、「１１１１０１０」であることを示している。

また、投影データ２２４と心電情報４０４とのサンプリング間隔が異なる場合の別の対応例として、心電計接続装置２１２からシステム制御装置２２１へ送出される心電情報４０４または心電計接続装置２１２から操作卓制御装置４０１へ送出される心電情報４０４の一方または両方をリサンプリングし、同じサンプリング間隔となるようにしてもよい。
例えば、心電計接続装置２１２からシステム制御装置２２１へ送出される心電情報４０４のサンプリング間隔が１．０ｍｓ、心電計接続装置２１２から操作卓制御装置４０１へ送出される心電情報４０４のサンプリング間隔が０．２ｍｓの場合、心電計接続装置２１２からシステム制御装置２２１へ送出される心電情報４０４を０．２ｍｓへリサンプリングすればよい。

以上説明したように、第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１によれば、投影データ２２４と心電情報４０４とのサンプリング間隔が異なる場合には、心電計接続装置２１２は、これらのサンプリング間隔の公倍数の時間、同じ値の同期情報５の要素データを付加する。また、同期する場合には、操作卓制御装置４０１は、投影データ２２４及び心電情報４０４から、サンプリング間隔の公倍数の時間毎に同期情報５を抽出し、パターンを比較する。
或いは、心電計接続装置２１２からシステム制御装置２２１へ出力される心電情報４０４と心電計接続装置２１２から操作卓制御装置４０１へ出力される心電情報４０４とのサンプリング間隔が同じとなるように、リサンプリングし、第１の実施の形態と同様に同期情報５の要素データを時相毎に付加する。

従って、投影データ２２４と心電情報４０４とでサンプリング間隔が異なっていても、同期情報５を付加し、同期させることができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態では、同期情報５の構造が第１または第２の実施の形態と異なる。上述の第１の実施の形態の同期情報５は、キー情報とＮｏ．情報とからなり、他のパターンと識別できるパターンを繰り返す例を示したが、パターンを繰り返さず、パターン内の各データが当該データの位置を識別可能なデータ列としてもよい。

具体的には、例えば「０１０１１０１１１０１１１１０１１１０１１０１０」のようなパターンを同期情報５として用いることができる。この例の同期情報５は、注目するデータの前後の「１」の数からパターン内の位置を特定できる。
上述の例のパターンは、「０」と「０」の間に、「１」を所定桁数ずつ挿入するものであり、「１」の挿入桁数が１桁→２桁→３桁→４桁→３桁→２桁→１桁のように徐々に増加し、上限桁数に達すると徐々に減少する。「１」を連続挿入する桁数の上限は４桁に限定されない。また、「０」と「１」を反転させたパターンとしてもよい。

投影データ２２４と心電情報４０４とを同期する際、操作卓制御装置４０１は、例えばパターンを比較すべき箇所を一方の同期情報５で指定して、その箇所の前後の「１」の数が同じ部分を基準として同期する。
この例の同期情報５は、同期情報全体の桁数が固定であるため、短時間の撮影に好適である。

以上説明したように、第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置では、同期情報の形式を、前後のデータ列からパターン内のデータ位置を特定できるようなパターンとし、この同期情報５の要素データを心電情報４０４及び投影データ２２４の双方に時系列に付加する。
従って、前後のデータからデータ位置を特定できるようなパターンであれば、心電情報４０４と投影データ２２４とを同期させることができ、撮影の長さやサンプリングの細かさに応じて適切なパターンを同期情報５として使用することが可能となる。

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
第４の実施の形態では、時系列で識別可能な複数の識別情報を同期情報５として使用するが、同期情報５を付加する頻度を低減する。
具体的には例えば、図１０に示すように同期情報５としてタイムコードを使用する。心電情報４０４にはサンプリング間隔毎にタイムコードを付加し、投影データの一部にのみタイムコードを付加する。例えば、はじめに取得される単位投影データＲ１にタイムコード「１５:０３:４５:０００３」を付加し、その他の単位投影データにはタイムコードを付加しない。
同期する際、操作卓制御装置４０１は投影データ２２４に付加されたタイムコードに一致するタイムコードを心電情報４０４から検索し、タイムコードの一致する箇所で同期する。

従って、時相を識別できる同期情報５を投影データ２２４の一部にのみ付加して心電情報４０４と同期するため、全ての時相で同期情報５を付加する必要がなく、データ量を低減できる。ただし、タイムコードの付加された単位投影データＲ１は損なわれないよう保護されることが望ましい。

また、同期情報５を付加する箇所を１箇所のみとせず、所定の時間間隔に付加するようにしてもよい。

以上、第１から第４の実施の形態において説明したように、本発明に係る医用画像撮影装置は、同じ時相に取得された投影データ２２４と心電情報４０４とを対応付けて記憶するとともに、心電情報２２４を投影データ４０４とは別に記憶する。各時相の心電情報４０４には、時系列に、所定パターンをなすデータ列の各要素データが同期情報５として付加される。
従って、各時相で付加する同期情報５のデータサイズを１ビットまで縮小でき、システム全体のデータ転送量が抑えられる。そのため、処理のリアルタイム性が向上し、安定した処理を行えるようになる。

また、同期情報５のパターンとして、固定キー部分と番号（Ｎｏ．部分）との組み合わせからなるデータ列を用いれば、確実にパターンを認識できるようになり、また各パターンを番号にて識別できる。
また、同期情報５のパターンとして、各要素データがそれぞれパターン内の位置を識別可能なデータ列を用いてもよい。この例の同期情報５は、短時間で撮影が完了する投影データ２２４に付加するのに好適である。

また、投影データ２２４のサンプリング間隔と心電情報４０４のサンプリング間隔とが同じ場合は、これらのサンプリング間隔と同じ時間間隔に同期情報５の各要素データを各時相の心電情報４０４に付加するようにすればよい。また、投影データ２２４のサンプリング間隔と心電情報４０４のサンプリング間隔とが異なる場合は、これらのサンプリング間隔の公倍数となる時間は同じ要素データを各時相の心電情報４０４に付加すればよい。
このように、投影データ２２４と心電情報４０４とのサンプリング間隔によらず、投影データ２２４と心電情報４０４とを同期させることができる。

また、タイムコード等、時系列で識別可能な複数の識別情報を同期情報として使用する場合には、心電情報には各時相に対してタイムコードをそれぞれ付加し、投影データには一部の時相にのみ、対応するタイムコードを付加するようにすれば、少ないデータ量で投影データと心電情報とを同期させることができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、心電情報に限定されず、呼吸波形等、周期的な生体情報との同期にも適用できる。また、医用画像撮影装置の一例であるＸ線ＣＴ装置は、被検体全体をカバーするワイドファンビームを照射しつつＸ線管とＸ線検出器とが一体となり回転する回転−回転方式（Ｒｏｔａｔｅ−Ｒｏｔａｔｅ方式）、電子ビームを電気的に偏向させながらターゲット電極に当てる電子ビーム走査方式（ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎＢｅａｍ方式）、その他の方式のものがあるが、本発明はいずれの方式のＸ線ＣＴ装置にも適用可能である。また、上述の実施の形態では、ガントリータイプのＸ線ＣＴ装置について説明したがＣアーム型のＸ線ＣＴ装置でもよい。また、同期情報を付加する時相の間隔や、心電情報や投影データのサンプリング間隔、投影データの単位も上述の例に限定されるものではない。その他、当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１・・・・・Ｘ線ＣＴ装置（医用画像撮影装置）
２・・・・・スキャナ
３・・・・・寝台
４・・・・・操作卓
６・・・・・被検体
２０１・・・Ｘ線管（Ｘ線源）
２０５・・・Ｘ線検出器
２０６・・・データ収集装置
２１１・・・心電計
２１２・・・心電計接続装置
２２１・・・システム制御装置
２２２・・・画像演算装置
２２３・・・記憶装置
４０１・・・操作卓制御装置
４０３・・・操作卓記憶装置
４０７・・・操作卓表示装置
４０８・・・操作装置
２２４・・・・投影データ
４０４・・・・心電情報
５・・・・・・同期情報

Claims

被検体内部の投影データを取得する計測手段と、該被検体の心電情報を計測する心電計と、前記投影データに基づいて画像を生成する画像生成手段と、を備えた医用画像撮影装置であって、
所定パターンをなすデータ列を同期情報とし、各時相の心電情報に対して時系列に前記同期情報の各要素データを付加する同期情報付加手段と、
前記同期情報付加手段によって同期情報の各要素データが付加された心電情報を記憶する心電情報記憶手段と、
前記同期情報付加手段によって同期情報の各要素データが付加された心電情報と、同時に取得された前記投影データとを対応付け、前記心電情報とは別に記憶する投影データ記憶手段と、
を備えることを特徴とする医用画像撮影装置。
前記同期情報のパターンは、
固定キー部分と識別番号との組み合わせからなるデータ列であることを特徴とする請求項１に記載の医用画像撮影装置。
前記同期情報のパターンは、
各要素データがそれぞれパターン内の位置を識別可能なデータ列であることを特徴とする請求項１に記載の医用画像撮影装置。
前記同期情報付加手段は、
前記計測手段による投影データのサンプリング間隔と、前記心電計による心電情報のサンプリング間隔とが同じ場合は、これらのサンプリング間隔と同じ時間間隔に前記同期情報の各要素データを各時相の心電情報に付加することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の医用画像撮影装置。
前記同期情報付加手段は、
前記計測手段による投影データのサンプリング間隔と、前記心電計による心電情報のサンプリング間隔とが異なる場合は、これらのサンプリング間隔の公倍数となる時間は前記同期情報の同じ要素データを各時相の心電情報に付加することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の医用画像撮影装置。
被検体内部の投影データを取得する計測手段と、該被検体の心電情報を計測する心電計と、前記投影データに基づいて画像を生成する画像生成手段と、を備えた医用画像撮影装置であって、
前記心電計から計測された心電情報を記憶する心電情報記憶手段と、
前記心電情報と、同時に取得された前記投影データとを対応付け、前記心電情報とは別に記憶する投影データ記憶手段と、
時系列で識別可能な複数の識別情報を同期情報とし、各時相の心電情報に各識別情報をそれぞれ付加するとともに、一部の時相の投影データに当該時相に対応する識別情報を付加する識別情報付加手段と、
を備えることを特徴とする医用画像撮影装置。