JP5562553B2 - Ｘ線ｃｔ装置およびｘ線ｃｔ装置の制御プログラム - Google Patents

Description

この発明は、撮影条件を切り替えながら被検体に連続的または間欠的にＸ線を照射し、該被検体を透過したＸ線を検出して画像を再構成するＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置およびＸ線ＣＴ装置の制御プログラムに関し、特に、被検体ごとに最適なＸ線の線量で撮影を行うことができるＸ線ＣＴ装置およびＸ線ＣＴ装置の制御プログラムに関する。

近年、Ｘ線検出器の多列化にともない、空間の３次元に時間の１次元を加えた４次元の画像を撮影することが可能なＸ線ＣＴ装置が開発されている。かかるＸ線ＣＴ装置は、経時的に臓器の動きや血流動向を観察することが可能であることから、従来の形態診断を目的とした検査以外にも、形態診断を目的とした整形領域や様々な臓器のパーフュージョン検査を行う際に利用されると考えられている。

通常、Ｘ線ＣＴ装置では、各種の撮影条件（例えば、Ｘ線の照射間隔、撮影時間、Ｘ線管へ供給される管電流など）からなる複数の撮影プランが操作者によってあらかじめ設定されたうえで撮影が行われるが、前述したパーフュージョン解析用の画像を撮影する場合には、被検体への被ばく量を低減するため、一定の間隔で最後まで撮影するよりも、血流中の造影剤の濃度に応じてＸ線の照射間隔が異なるように各撮影プランが設定されることが望ましく、異なる照射間隔の撮影プランを組み合わせて使用している。

例えば、６０秒のパーフュージョン解析用の画像を撮影する場合には、６０秒連続してスキャンする方法もあるが、被ばく量の観点から、２つまたは３つ程度の撮影プランを組み合わせて撮影が行われる。具体的には、撮影開始から造影剤の濃度のピークまでは細かいデータが必要であるため、連続スキャンまたは細かい間欠スキャン（例えば、１秒間隔）を行い、造影剤の濃度がピークを越えて徐々に低下する中盤では、間隔を少し開けて中程度の間欠スキャン（例えば、２秒間隔）を行い、造影剤の変化がほとんどなくなる終盤では、大きく間隔を開けて間欠スキャン（例えば、３秒間隔）を行うように撮影プランが設定される。

このように、従来のＸ線ＣＴ装置では、造影剤の濃度の経時的な変化を予想したうえで撮影プランが設定されて撮影が行われている。しかし、造影剤が体内を巡る速さは被検体ごとに異なっており、造影剤の濃度が激しく変化する期間を逃さずにスキャンするためには、個々の撮影プランの撮影時間を長めに設定せざるを得ない。その結果、実際には造影剤の濃度がピークを超えているにもかかわらず連続スキャンまたは細かい間欠スキャンを続けてしまったり、造影剤の変化がほとんどなくなっているにもかかわらず中程度の間欠スキャンを続けてしまったりして、パーフュージョン解析のためには不要なＸ線を被検体に照射してしまう場合があった。

そのため、撮影中に造影剤の濃度に応じて自動的に撮影プランの開始／終了を制御して、被検体ごとに最適な線量で撮影を行うことが求められている。これまでにも、造影剤の濃度に応じてスキャンの開始タイミングを決定する技術として、診断用の画像を撮影するためのスキャン（メインスキャン）の前に予備のスキャン（プレップスキャン、Ｒｅａｌ Ｐｒｅｐ、Ｓｕｒｅ Ｓｔａｒｔとも呼ばれる）を行い、このプレップスキャンにより測定されるＣＴ値の経時的変化曲線に基づいて、メインスキャンの開始タイミングを制御する技術が考案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００７−２７５３６０号公報

しかしながら、特許文献１に代表される従来の技術では、メインスキャンの開始タイミングを制御することはできるが、メインスキャンの開始後、すなわち、撮影中に造影剤の濃度に応じて自動的に撮影プランの開始／終了を制御することはできなかった。

この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、撮影中に造影剤の濃度に応じて被検体ごとに最適なＸ線の線量で撮影を行うことができるＸ線ＣＴ装置およびＸ線ＣＴ装置の制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明の一態様にかかるＸ線ＣＴ装置は、所定の撮影条件に基づいて被検体にＸ線を照射するＸ線照射部を有する撮影部と、前記被検体を透過したＸ線の検出結果より取得される投影データに基づいて画像を再構成する再構成部と、前記撮影条件で行われる撮影の単位である撮影プランを示す図形又は被曝線量を表示するよう表示部を制御する表示制御部と、撮影中に前記再構成部によって再構成される画像の造影剤濃度を示す指標値を検出する指標値検出部と、前記指標値検出部によって検出される指標値に基づいて、前記撮影プランの切替時機を検出する切替時機検出部と、前記切替時機検出部によって前記撮影プランの切替時機が検出された場合に、実施中の第一の撮影プランによる撮影を中止して第二の撮影プランによる撮影を開始するよう前記撮影部を制御する撮影制御部と、を備え、前記表示制御部は、前記第一の撮影プランの変更に基づいて、前記図形又は前記被曝線量を表示するよう前記表示部を制御することを特徴とする。

また、本発明の他の態様にかかるＸ線ＣＴ装置は、所定の撮影条件に基づいて被検体にＸ線を照射するＸ線照射部を有する撮影部と、前記被検体を透過したＸ線の検出結果より取得される投影データに基づいて画像を再構成する再構成部と、前記撮影条件で行われる撮影の単位である撮影プランを示す図形又は被曝線量を表示するよう表示部を制御する表示制御部と、撮影中に前記再構成部によって再構成される画像の造影剤濃度を示す指標値を検出する指標値検出部と、実施中の第一の撮影プランによる撮影を中止して次の第二の撮影プランによる撮影を開始する指示を操作者から受け付ける指示受付部と、前記指示受付部によって撮影プランの切り替えに関する指示が受け付けられた場合に、前記第一の撮影プランによる撮影を中止して前記第二の撮影プランによる撮影を開始するよう前記撮影部を制御する撮影制御部と、を備え、前記表示制御部は、前記第一の撮影プランの変更に基づいて、前記図形又は前記被曝線量を表示するよう前記表示部を制御することを特徴とする。

また、本発明の他の態様にかかるＸ線ＣＴ装置の制御プログラムは、所定の撮影条件に基づいて被検体にＸ線を照射するようＸ線照射部を有する撮影部を制御する手順と、前記被検体を透過したＸ線の検出結果より取得される投影データに基づいて画像を再構成する手順と、前記撮影条件で行われる撮影の単位である撮影プランを示す図形又は被曝線量を表示するよう表示部を制御する手順と、撮影中に再構成される画像の造影剤濃度を示す指標値を検出するよう指標値検出部を制御する手順と、前記指標値検出部によって検出される指標値に基づいて、前記撮影プランの切替時機を検出するよう切替時機検出部を制御する手順と、前記切替時機検出部によって前記撮影プランの切替時機が検出された場合に、実施中の第一の撮影プランによる撮影を中止して第二の撮影プランによる撮影を開始するよう前記撮影部を制御する手順と、前記第一の撮影プランの変更に基づいて、前記図形又は前記被曝線量を表示するよう前記表示部を制御する手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。

また、本発明の他の態様にかかるＸ線ＣＴ装置の制御プログラムは、所定の撮影条件に基づいて被検体にＸ線を照射するようＸ線照射部を有する撮影部を制御する手順と、前記被検体を透過したＸ線の検出結果より取得される投影データに基づいて画像を再構成する手順と、前記撮影条件で行われる撮影の単位である撮影プランを示す図形又は被曝線量を表示するよう表示部を制御する手順と、撮影中に再構成される画像の造影剤濃度を示す指標値を検出するよう指標値検出部を制御する手順と、実施中の第一の撮影プランによる撮影を中止して次の第二の撮影プランによる撮影を開始する指示を操作者から受け付ける手順と、前記撮影プランの切り替えに関する指示が受け付けられた場合に、前記第一の撮影プランによる撮影を中止して前記第二の撮影プランによる撮影を開始するよう前記撮影部を制御する手順と、前記第一の撮影プランの変更に基づいて、前記図形又は前記被曝線量を表示するよう前記表示部を制御する手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、撮影中に造影剤の濃度に応じて被検体ごとに最適なＸ線の線量で撮影を行うことができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明に係るＸ線ＣＴ装置およびＸ線ＣＴ装置の制御プログラムの好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、空間の３次元に時間の１次元を加えた４次元の画像を撮影することが可能なＸ線ＣＴ装置に本発明を適用した場合について説明する。また、以下では、一定の撮影条件で行われる撮影の単位を「撮影プラン」と呼ぶ。

最初に、本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置の全体構成について説明する。図１は、本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００は、架台装置１０と、寝台装置２０と、コンソール装置３０とを備える。

架台装置１０は、被検体ＰにＸ線を照射して投影データを収集する装置であり、高電圧発生部１１と、Ｘ線管１２と、Ｘ線検出器１３と、データ収集部１４と、回転フレーム１５と、架台駆動部１６とを有する。

高電圧発生部１１は、Ｘ線管１２に高電圧を供給する装置であり、Ｘ線管１２は、高電圧発生部１１により供給される高電圧によりＸ線を発生する真空管である。

Ｘ線検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する検出器である。具体的には、このＸ線検出器１３は、複数チャンネル分のＸ線検出素子からなる検出素子列をスライス方向（図１に示すＺ軸方向）に複数列（例えば、３２０列）配列することによって構成された多列の面検出器である。このＸ線検出器１３は、心臓や脳などの撮影対象部位を含む範囲など、広範囲に被検体Ｐを透過したＸ線を同時に検出することが可能である。

データ収集部１４は、Ｘ線検出器１３により検出されたＸ線を用いて投影データを生成する装置である。

回転フレーム１５は、高速でかつ連続的に回転する円環状のフレームであり、Ｘ線管１２とＸ線検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向するように支持している。架台駆動部１６は、回転フレーム１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線管１２およびＸ線検出器１３を旋回させる駆動装置である。

寝台装置２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、天板２１と寝台駆動装置２２とを有する。天板２１は、撮影時に被検体Ｐが載置される板であり、寝台駆動装置２２は、天板２１をスライス方向へ移動する装置である。

コンソール装置３０は、Ｘ線ＣＴ装置１００の操作に関する各種の指示を操作者から受け付けるとともに、架台装置１０画像によって収集された投影データから画像を再構成する装置であり、入力装置３１と、表示装置３２と、スキャン制御部３３と、前処理部３４と、投影データ記憶部３５と、画像再構成処理部３６と、画像データ記憶部３７と、システム制御部３８とを有する。

入力装置３１は、マウスやキーボードなどを有し、Ｘ線ＣＴ装置１００に対する指示を操作者から受け付ける装置である。例えば、この入力装置３１は、撮影前には、順序付けされた複数の撮影プランの設定を受け付けたり、撮影された画像に対するＲＯＩ（Region Of Interest；関心領域）の設定を受け付けたりする。一方、撮影中には、入力装置３１は、実施中の撮影プランを中止して次の撮影プランを開始する指示を受け付けたりする。ここで操作者によって設定される各撮影プランには、例えば、Ｘ線の照射間隔、撮影時間、Ｘ線管へ供給される管電流などが含まれている。

表示装置３２は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などのディスプレイを有し、各種情報を表示する装置である。例えば、この表示装置３２は、後述する画像データ記憶部３７によって記憶された画像データや、操作者から各種指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）などを表示する。

スキャン制御部３３は、後述するシステム制御部３８による制御のもと、システム制御部３８から指示された撮影条件に基づいて高電圧発生部１１、データ収集部１４、架台駆動部１６および寝台駆動装置２２を駆動することによって、被検体Ｐの心臓にＸ線を照射して、投影データを収集する処理部である。

前処理部３４は、データ収集部１４によって生成された投影データに対して感度補正などの前処理を行う処理部であり、投影データ記憶部３５は、前処理部３４により前処理された投影データを記憶する記憶部である。画像再構成処理部３６は、後述するシステム制御部３８による制御のもと、投影データ記憶部３５により記憶された投影データから画像データを再構成する処理部である。画像データ記憶部３７は、画像再構成処理部３６によって再構成された画像データを記憶する記憶部である。

システム制御部３８は、架台装置１０、寝台装置２０およびコンソール装置３０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置１００の全体制御を行う処理部である。このシステム制御部３８は、各部を制御することによって、順序付けされた複数の撮影プランに基づいて被検体に連続的または間欠的にＸ線を照射し、該被検体を透過したＸ線を検出して画像を再構成する。

以上、本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００の全体構成について説明したが、本実施例１では、かかるＸ線ＣＴ装置１００において、Ｘ線ＣＴ装置１００の全体制御を行うシステム制御部３８の構成および処理手順に特徴がある。そして、この特徴により、本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００では、撮影中に造影剤の濃度に応じて自動的に撮影プランの開始／終了を制御して、被検体ごとに最適なＸ線の線量で撮影を行うことができるようにしている。

具体的には、本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００では、システム制御部３８が、撮影中に再構成される画像に設定されたＲＯＩ内の造影剤濃度を示す指標値を検出し、検出した指標値に基づいて、当該ＲＯＩ内の造影剤濃度の経時的な変化を表す曲線を生成し、当該曲線の傾きに基づいて撮影プランの切替時機を検出し、切替時機を検出した場合に、実施中の撮影プランの残りを中止して次の撮影プランを開始するようにしている。以下、かかるシステム制御部３８の構成および処理手順について詳細に説明してゆく。

まず、システム制御部３８の構成について説明する。図２は、システム制御部３８の構成を示す機能ブロック図である。図２に示すように、このシステム制御部３８は、指標値検出部３８ａと、切替時機検出部３８ｂと、指示受付部３８ｃと、撮影制御部３８ｄと、表示制御部３８ｅと、実施結果出力部３８ｆとを有する。

指標値検出部３８ａは、撮影中に再構成される画像に設定されたＲＯＩ内の造影剤濃度を示す指標値を検出する処理部である。なお、本実施例１では、造影剤濃度を示す指標値としてＣＴ値を用いた場合について説明するが、造影剤濃度を示すことができる値であれば、ＣＴ値ではない他の値を用いてもよい。

具体的には、この指標値検出部３８ａは、画像再構成処理部３６によって画像データが再構成されると、その都度、再構成された画像データを画像データ記憶部３７から読み出す。そして、画像データを読み出すごとに、指標値検出部３８ａは、それぞれの画像データについてあらかじめ設定されているＲＯＩ内におけるＣＴ値を検出し、検出したＣＴ値を、図示していない内部メモリなどに時系列に保存する。ここで、ＣＴ値が検出される領域であるＲＯＩは、撮影前に、操作者によって入力装置３１を介して設定されることとする。

切替時機検出部３８ｂは、指標値検出部３８ａによって検出される指標値に基づいて、ＲＯＩ内の造影剤濃度の経時的な変化を表す曲線を生成し、当該曲線の傾きに基づいて前記撮影プランの切替時機を検出する処理部である。なお、ここで用いられる造影剤濃度の経時的な変化を表す曲線を、以下では、「ＴＤＣ（Time Density Curve）」と呼ぶ。

なお、本実施例１では、切替時機検出部３８ｂが、ＲＯＩ内の造影濃度の経時的な変化を表す曲線の傾きに基づいて当該曲線に生じる変曲点を検出することによって、切替時機を検出する場合について説明する。

具体的には、この切替時機検出部３８ｂは、指標値検出部３８ａによって検出されるＣＴ値を前述した内部メモリなどから読み出し、読み出したＣＴ値に基づいてＴＤＣを生成するとともに、生成したＴＤＣに、あらかじめ定義されている変曲点が生じているか否かを検出する。例えば、切替時機検出部３８ｂは、造影剤濃度が上昇するピークとなる「第１の変曲点」と、造影剤濃度の減少が緩やかになる「第２の変曲点」とをそれぞれ検出する。

なお、かかる変曲点を検出する方法としては、各種の公知の方法を利用することができる。例えば、内部メモリに時系列に保存されたＣＴ値に基づいて、ひとつ前の時点で検出されたＣＴ値と現時点でのＣＴ値との差分を順次算出してゆき、差分がプラスからマイナスあるいはマイナスからプラスへ変化した点を変曲点として検出する。または、あらかじめ、検出したい曲線の形状を定義しておき、定義した曲線と、生成したＴＤＣの形状とを比較することによって変曲点を検出してもよい（カーブフィッティング）。このように、変曲点を検出する方法としては各種の方法を用いることができるが、ロバスト性が最も高くなる方法を採用するのが望ましい。

指示受付部３８ｃは、撮影プランの切り替えに関する各種の指示を操作者から受け付ける処理部である。例えば、この指示受付部３８ｃは、入力装置３１を介して、撮影開始の指示や、実施中の撮影プランを中止して次の撮影プランを開始する指示（以下、「スキップ指示」と呼ぶ）などを操作者から受け付ける。そして、いずれかの指示を受け付けると、指示受付部３８ｃは、後述する撮影制御部３８ｄに対して当該指示を受け付けたことを通知する。

撮影制御部３８ｄは、順序付けされた複数の撮影プランに基づいてスキャン制御部３３および画像再構成処理部３６を制御するとともに、ＲＯＩ内の造影剤濃度の変化および操作者からの指示に基づいて、撮影中に撮影プランの切り替えを行う処理部である。なお、ここで用いられる撮影プランは、撮影前にあらかじめ操作者によって設定されるものとする。

具体的には、この撮影制御部３８ｄは、指示受付部３８ｃから撮影開始の指示を受け付けたことが通知されると、設定されている撮影プランに基づいて撮影を開始する。また、プレップスキャンにおいては、撮影制御部３８ｄは、ＣＴ値が所定の閾値を越えたタイミングでメインスキャンを開始するようスキャン制御部３３を制御する。

なお、本実施例１では、撮影制御部３８ｄは、メインスキャンとしてダイナミックスキャンを行う。ここで、「ダイナミックスキャン」とは、被検体Ｐの撮影対象部位（例えば、脳や心臓など）を含む範囲にＸ線を繰り返し照射することによって、撮影対象部位の動態画像を再構成する方法である。このダイナミックスキャンによって、撮像対象部位に造影剤が流れる様子を観察することができる。

かかるダイナミックスキャンは、本実施例１のように、Ｘ線検出器１３として多列の平面検出器を用いて、撮影対象部位を含む範囲を透過したＸ線を同時に検出することによって行うことも可能であるが、例えば、天板２１をスライス方向に往復移動させることによって、撮影対象部位を含む範囲にＸ線を螺旋状に繰り返し照射することによって行うことも可能である。

そして、撮影制御部３８ｄは、メインスキャンの実施中（撮影中）に、切替時機検出部３８ｂによって、ＣＴ値のＴＤＣに生じた変曲点が検出された場合には、その時点で実施中の撮影プランの残りを中止して次の撮影プランを開始するようスキャン制御部３３を制御する。

例えば、操作者によって撮影プランＡ、Ｂ、Ｃが順序付けて設定されていたとする。その場合、撮影制御部３８ｄは、切替時機検出部３８ｂによって前述した第１の変曲点が検出されると、まず、最初に実施中の撮影プランＡの残りを中止して次の撮影プランＢを開始するようスキャン制御部３３を制御する。その後、撮影制御部３８ｄは、切替時機検出部３８ｂによって前述した第２の変曲点が検出されると、その時点で実施中の撮影プランＢの残りを中止して次の撮影プランＣを開始するようスキャン制御部３３を制御する。

一方、撮影制御部３８ｄは、撮影中に、指示受付部３８ｃからスキップ指示を受け付けたことが通知された場合にも、その時点で実施中の撮影プランの残りを中止して次の撮影プランを開始するようスキャン制御部３３を制御する。ここで、撮影制御部３８ｄは、いったんスキップ指示に応じて撮影プランを切り替えた場合には、以降は、切替時機検出部３８ｄによって変曲点が検出された場合でも撮影プランを切り替えないようにしてもよい。

また、撮影制御部３８ｄは、撮影中は、指標値検出部３８ａによって検出されるＣＴ値を前述した内部メモリなどから順次読み出し、読み出したＣＴ値が所定の終了閾値を下回った場合には、その時点で実施中の撮影プランの残りを中止して撮影を終了する。そして、撮影を終了するようスキャン制御部３３を制御した後には、撮影制御部３８ｄは、後述する実施結果出力部３８ｆに対して、ＴＤＣおよび実施された撮影プランに関する情報を出力するよう指示する。

表示制御部３８ｅは、ＲＯＩ内の造影剤濃度の経時的な変化を表す曲線や、実施された撮影プランに関する情報などを撮影中に表示する処理部である。具体的には、この表示制御部３８ｅは、指標値検出部３８ａによって検出されるＣＴ値に基づいて、ＲＯＩ内のＣＴ値のＴＤＣを撮影中に表示装置３２に表示し、さらに、撮影前に設定された設定時の撮影プランに関する情報と、撮影において実施された撮影プランに関する情報とをそれぞれ表示する。

図３〜６は、表示制御部３８ｅによるＴＤＣおよび撮影プランの表示を説明するための図であり、それぞれ、撮影プランＡ、ＢおよびＣが順序付けされて設定されていた場合の表示を示している。

例えば、図３に示すように、表示制御部３８ｅは、上段に、ＣＴ値のＴＤＣを表示し、中段に、設定時の撮影プランを示す図形と、当該撮影プランによる被曝線量とを表示し、下段に、実施された撮影プランを示す図形と、当該撮影プランによる被曝線量とを表示する。

ここで、表示制御部３８ｅは、ＴＤＣについては、撮影が進むにつれて右方向へ延びるように表示し、設定時の撮影プランを示す図形については、撮影開始時に表示した状態を撮影終了時まで変わらずに表示する。また、表示制御部３８ｅは、実施された撮影プランを示す図形、および、当該撮影プランによる被曝線量については、撮影中に撮影プランが切り替えられた場合には、その時点で、最新の撮影プランの状態を示すように表示を変化させる。

例えば、図４に示すように、表示制御部２８ｅは、切替時機検出部３８ｂによって第１の変曲点が検出された場合には（図４に示すＳ１を参照）、撮影制御部３８ｄによって撮影プランＡの残りが中止されて次の撮影プランＢが開始されるのに合わせて、撮影プランＢがその時点から開始するように、実施された撮影プランの表示を変更し、同時に、変更された撮影プランに基づいて被曝線量を再計算し、その被曝線量を表示する（図４に示すＳ２を参照）。

続いて、図５に示すように、切替時機検出部３８ｂによって第２の変曲点が検出された場合には（図５に示すＳ３を参照）、撮影制御部３８ｄによって撮影プランＢの残りが中止されて次の撮影プランＣが開始されるのに合わせて、撮影プランＣがその時点から開始するように、実施された撮影プランの表示を変更し、同時に、変更された撮影プランに基づいて被曝線量を再計算し、その被曝線量を表示する（図５に示すＳ４を参照）。

そして、撮影後には、図６に示すように、撮影中に検出されたＣＴ値の経時的な変化を表すＴＤＣとともに、撮影前に設定された撮影プランと、撮影において実施された撮影プランとがそれぞれ表示され、さらに、撮影前に設定された撮影プランによる被曝線量と、実施された撮影プランによる被曝線量とがそれぞれ表示されることになる。

このように、撮影前に個々の撮影プランが長めに設定されていた場合でも、撮影中に、撮影制御部３８ｄによって、ＣＴ値の変化に応じて撮影プランが切り替えられるので、被検体に対して必要以上にＸ線が照射される事態が自動的に回避される。

また、撮影中および撮影後に、撮影実施前後の撮影プランおよび被曝線量がそれぞれ同時に表示されるので、これらの情報を参考にして、操作者が、設定時の撮影プランのレビューや、次回以降の撮影における撮影プランの立案などを効率よく行うことができるようになる。

実施結果出力部３８ｆは、表示制御部３８ｅによって表示された造影剤濃度の経時的な変化を表す曲線および実施された撮影プランに関する情報を撮影終了後に出力する処理部である。具体的には、この実施結果出力部３８ｆは、撮影制御部３８ｄによって、ＴＤＣおよび撮影プランの実施結果を出力するよう指示されると、例えば、図６に示したようなＴＤＣ、設定時の撮影プランおよび実施された撮影プランに関する情報を図示した実施結果を、印刷装置（図示せず）などの出力装置に出力する。

なお、実施結果出力部３８ｆは、例えば、出力した実施結果を、被検体ごとに所定の記憶部に記憶しておくようにしてもよい。それにより、操作者が撮影後の所望のタイミングで実施結果を再出力することが可能になる。

次に、本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００の処理手順について説明する。図７および図８は、本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００の処理手順を示すフローチャートである。なお、ここでは、システム制御部３８によって行われる処理を中心に説明する。

また、ここでは一例として、（１）スキャノ像撮影、（２）Ｓ＆Ｖ（Scan & View）、（３）連続スキャン（２０秒）、（４）２秒間欠スキャン（３０秒）、（５）５秒間欠スキャン（３０秒）の順で、すでに撮影プランが設定されており、撮影終了の判定に用いられるＣＴ値の閾値を８０とした場合について説明する。

ここで、「連続スキャン」とは、Ｘ線を連続的に照射するプランであり、「２秒間欠スキャン」とは、Ｘ線を２秒間隔で間欠的に照射するプランであり、「５秒間欠スキャン」とは、Ｘ線を５秒間隔で間欠的に照射するプランである。

この場合、本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００のシステム制御部３８では、図７に示すように、指示受付部３８ｃが、操作者から撮影開始の指示を受け付けると（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、撮影制御部３８ｄが、スキャン制御部３３を制御して、スキャノ像を撮影する（ステップＳ１０２）。

そして、指示受付部３８ｃが、操作者からスキャノ像に対する撮影位置の指定を受け付けると（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、撮影制御部３８ｄが、スキャン制御部３３を制御して、指定された撮影位置をスキャンする（ステップＳ１０４）。

続いて、指示受付部３８ｃが、スキャンによって撮影された画像データに対するＲＯＩの設定を受け付けると（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、撮影制御部３８ｄが、例えば、インジェクタ同期などを行うことによって被検体に造影剤を注入し（ステップＳ１０６）、指標値検出部３８ａが、ＣＴ値の検出を開始する（ステップＳ１０７）。

そして、表示制御部３８ｅが、ＴＤＣ、設定時の撮影プランおよび実施された撮影プランの表示を開始するとともに（ステップＳ１０８）、撮影制御部３８ｄが、スキャン制御部３３を制御して、連続スキャンを開始する（ステップＳ１０９）。

続いて、図８に示すように、切替時機検出部３８ｂがＴＤＣの第１の変曲点を検出するか（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、あるいは、指示受付部３８ｃが操作者からスキップ指示を受け付けると（ステップＳ１１１，Ｙｅｓ）、撮影制御部３８ｄが、スキャン制御部３３を制御して２秒間欠スキャンを開始し（ステップＳ１１２）、表示制御部３８ｅが、実施された撮影プランの表示を変更する（ステップＳ１１３）。

その後、切替時機検出部３８ｂがＴＤＣの第２の変曲点を検出するか（ステップＳ１１４，Ｙｅｓ）、あるいは、指示受付部３８ｃが操作者からスキップ指示を受け付けると（ステップＳ１１５，Ｙｅｓ）、撮影制御部３８ｄが、スキャン制御部３３を制御して５秒間欠スキャンを開始し（ステップＳ１１６）、表示制御部３８ｅが、実施された撮影プランの表示を変更する（ステップＳ１１７）。

その後、ＣＴ値が８０を下回った場合には（ステップＳ１１８，Ｙｅｓ）、撮影制御部３８ｄが、スキャン制御部３３を制御して撮影を終了し（ステップＳ１１９）、実施結果出力部３８ｆが、ＴＤＣ、設定時の撮影プランおよび実施された撮影プランに関する情報からなる実施結果を出力する（ステップＳ１２０）。

上述してきたように、本実施例１では、Ｘ線ＣＴ装置１００の全体制御を行うシステム制御部３８において、指標値検出部３８ａが、撮影中に再構成される画像に設定されたＲＯＩ内の造影剤濃度を示す指標値を検出し、切替時機検出部３８ｂが、指標値検出部３８ａによって検出される指標値に基づいて、ＲＯＩ内の造影剤濃度の経時的な変化を表す曲線に生じる変曲点を検出し、撮影制御部３８ｄが、切替時機検出部３８ｂによって変曲点が検出された場合に、実施中の撮影プランの残りを中止して次の撮影プランを開始するよう制御するので、撮影中に造影剤の濃度に応じて自動的に撮影プランの開始／終了を制御することが可能になり、被検体ごとに最適なＸ線の線量で撮影を行うことができる。

また、本実施例１では、指示受付部３８ｃが、実施中の撮影プランの残りを中止して次の撮影プランを開始する指示を操作者から受け付け、撮影制御部３８ｄが、指示受付部３８ｃによって撮影プランの移行に関する指示が受け付けられた場合に、実施中の撮影プランの残りを中止して次の撮影プランを開始するよう制御するので、撮影プランが自動的に切り替わるのを待つだけでなく、操作者が任意のタイミングで撮影プランを切り替えることが可能になる。

また、本実施例１では、撮影制御部３８ｄが、指標値検出部３８ａによって検出される指標値が所定の終了閾値を下回った場合には、その時点で実施中の撮影プランの残りを中止して撮影を終了するよう制御するので、造影剤の濃度が撮影に適した量を下回った場合に、自動的に撮影を終了することが可能になり、不要に撮影が長引くことによって被検体に無駄なＸ線が照射されることを防ぐことが可能になる。

また、本実施例１では、表示制御部３８ｅが、指標値検出部３８ａによって検出される指標値に基づいて、ＲＯＩ内の造影剤濃度の経時的な変化を表す曲線を撮影中に表示するので、操作者が造影剤の濃度の変化を容易に把握することができるようになり、任意のタイミングで撮影プランを切り替える際のタイミングを計ることができるようになる。

また、本実施例１では、表示制御部３８ｅが、実施された撮影プランに関する情報を撮影中に表示するので、操作者が、実施中の撮影プランおよび実施された撮影プランを容易に把握することができるようになる。

また、本実施例１では、実施結果出力部３８ｆが、表示制御部３８ｅによって表示された造影剤濃度の経時的な変化を表す曲線および実施された撮影プランに関する情報を撮影終了後に出力するので、次に同じ被険体を撮影する際に、当該情報を撮影プランの設定における参考情報とすることができ、被検体ごとに最適な撮影プランを設定することができるようになる。

さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよいものである。そこで、以下では実施例２として、本発明に含まれる他の実施例を説明する。

（１）ＳＤ（Standard Deviation）値による管電流の制御
実施例１では、ＲＯＩ内のＣＴ値の経時的な変化に基づいて、実施中の撮影プランを切り替える場合について説明したが、本発明はこれに限られるわけではなく、例えば、ノイズレベルを一定にしたい箇所に別のＲＯＩとＳＤ値の基準値とを、それぞれ操作者に設定させ、設定されたＲＯＩ内のＳＤ値を検出するとともに、検出したＳＤ値が基準値に保たれるようにＸ線量を制御することによって、再構成される画像の画質を一定に保つことができるようにしてもよい。なお、ここでいうＳＤ値とは、再構成された画像におけるノイズの標準偏差である。

この場合には、具体的には、指標値検出部３８ａが、撮影中に再構成される画像に設定された他のＲＯＩ内のＳＤ値をさらに検出し、撮影制御部３８ｄが、指標値検出部３８ａによって検出されたＳＤ値が所定の基準値に保たれるように、Ｘ線を発生させる管電流の大きさを撮影プランごとに変化させる。

一般的に、ＳＤ値が大きい場合には画像の画質が悪く、ＳＤ値が小さい場合には画像の画質は良い。そのため、撮影制御部３８ｄは、ＳＤ値が基準値よりも大きい場合には、管電流を大きくしてＸ線の照射量を増やし、ＳＤ値が基準値よりも小さい場合には、管電流を小さくしてＸ線の照射量を減らす。このように、撮影制御部３８ｄが、ＳＤ値に応じて管電流の大きさを自動的に調整することによって、再構成される画像の画質を一定に保つことができるようになる。

（２）撮影プランの自動延長
実施例１では、撮影制御部３８ｄが、切替時機検出部３８ｂによって変曲点が検出された場合に、実施中の撮影プランの残りを中止して次の撮影プランを開始するよう制御する場合について説明したが、本発明はこれに限られるわけではなく、例えば、変曲点が検出される前に、実施中の撮影プランの撮影時間が経過してしまった場合に、変曲点が検出されるまでその撮影プランを延長するようにしてもよい。

図９は、撮影プランを自動延長する場合を説明するための図である。図９に示すように、この場合には、具体的には、撮影制御部３８ｄが、切替時機検出部３８ｂによってＴＤＣの変曲点が検出される前に、実施中の撮影プランの撮影時間が経過した場合は（図９に示すＳ１を参照）、変曲点が検出されるまで当該撮影プランを延長するようスキャン制御部３３を制御する（図９に示すＳ２を参照）。

また、この場合には、指示受付部３８ｃが、実施中の撮影プランを延長する指示を操作者からさらに受け付け、撮影制御部３８ｄが、指示受付部３８ｃによって撮影プランの延長に関する指示が受け付けられた場合に、実施中の撮影プランを延長するようスキャン制御部３３を制御する。

このように、撮影制御部３８ｄが、撮影プランの撮影時間あるいは操作者からの指示に基づいて、撮影プランを延長するよう制御することによって、撮影プランを設定する際に撮影時間を短く設定してしまった場合でも、ＲＯＩ内の指標値に応じて自動的に撮影時間を延長して、被検体ごとに最適なＸ線の線量で撮影を行うことができるようになる。

（３）複数曲線の表示
実施例１では、表示制御部３８ｅが、造影剤の濃度を示す指標値の経時的な変化を示す１つの曲線を表示する場合について説明したが、本発明はこれに限られるわけではなく、複数のＲＯＩが設定された場合には、複数の曲線を表示するようにしてもよい。

図１０は、複数の曲線を表示する場合を説明するための図である。図１０に示すように、この場合には、具体的には、表示制御部３８ｅが、画像に複数のＲＯＩが設定されていた場合には、各ＲＯＩ内の造影剤濃度の経時的な変化をそれぞれ表す複数のＴＤＣを表示装置３２に表示する（図１０に示すＣ１、Ｃ２およびＣ３を参照）。

このように、表示制御部３８ｅが、複数のＲＯＩ内の造影剤の濃度を示す指標値の経時的な変化を示す曲線を、ＲＯＩごとに複数表示することによって、操作者が、複数の箇所における造影剤の濃度の変化を把握しながら、適宜、任意のタイミングで撮影プランを切り替える際のタイミングを計ることが可能になる。

（４）最大撮影時間による撮影終了判定
上述した実施例１では、撮影制御部３８ｄが、指標値検出部３８ａによって検出されるＣＴ値が所定の終了閾値を下回ったときに撮影を終了する場合について説明したが、本発明はこれに限られるわけではない。例えば、撮影制御部３８ｄが、撮影中、撮影が開始してからの総撮影時間を累計し、累計した総撮影時間が所定の最大撮影時間に達した場合に、その時点で実施中の撮影プランの残りを中止して撮影を終了するようスキャン制御部３３を制御してもよい。

これにより、被検体への被ばく量を考慮して、あらかじめ最大撮影時間を設定しておけば、自動的に撮影が終了され、被検体に不要にＸ線が照射されるのを防ぐことができるようになる。

なお、本実施例において図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示のように構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。

以上のように、本発明に係るＸ線ＣＴ装置およびＸ線ＣＴ装置の制御プログラムは、空間の３次元に時間の１次元を加えた４次元の画像を撮影する場合に有用であり、特に、順序付けされた複数の撮影プランに基づいて被検体に連続的または間欠的にＸ線を照射して撮影を行う場合に適している。

本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。 システム制御部の構成を示す機能ブロック図である。 表示制御部によるＴＤＣおよび撮影プランの表示を説明するための図（１）である。 表示制御部によるＴＤＣおよび撮影プランの表示を説明するための図（２）である。 表示制御部によるＴＤＣおよび撮影プランの表示を説明するための図（３）である。 表示制御部によるＴＤＣおよび撮影プランの表示を説明するための図（４）である。 本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置の処理手順を示すフローチャート（１）である。 本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置の処理手順を示すフローチャート（２）である。 撮影プランを自動延長する場合を説明するための図である。 複数の曲線を表示する場合を説明するための図である。

符号の説明

１０ 架台装置
１１ 高電圧発生部
１２ Ｘ線管
１３ Ｘ線検出器
１４ データ収集部
１５ 回転フレーム
１６ 架台駆動部
２０ 寝台装置
２１ 天板
２２ 寝台駆動装置
３０ コンソール装置
３１ 入力装置
３２ 表示装置
３３ スキャン制御部
３４ 前処理部
３５ 投影データ記憶部
３６ 画像再構成処理部
３７ 画像データ記憶部
３８ システム制御部
３８ａ 指標値検出部
３８ｂ 切替時機検出部
３８ｃ 指示受付部
３８ｄ 撮影制御部
３８ｅ 表示制御部
３８ｆ 実施結果出力部
１００ Ｘ線ＣＴ装置

Claims (20)

1. 所定の撮影条件に基づいて被検体にＸ線を照射するＸ線照射部を有する撮影部と、
   前記被検体を透過したＸ線の検出結果より取得される投影データに基づいて画像を再構成する再構成部と、
   前記撮影条件で行われる撮影の単位である撮影プランを示す図形又は被曝線量を表示するよう表示部を制御する表示制御部と、
   撮影中に前記再構成部によって再構成される画像の造影剤濃度を示す指標値を検出する指標値検出部と、
   前記指標値検出部によって検出される指標値に基づいて、前記撮影プランの切替時機を検出する切替時機検出部と、
   前記切替時機検出部によって前記撮影プランの切替時機が検出された場合に、実施中の第一の撮影プランによる撮影を中止して第二の撮影プランによる撮影を開始するよう前記撮影部を制御する撮影制御部と、
   を備え、
   前記表示制御部は、前記第一の撮影プランの変更に基づいて、前記図形又は前記被曝線量を表示するよう前記表示部を制御することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 所定の撮影条件に基づいて被検体にＸ線を照射するＸ線照射部を有する撮影部と、
   前記被検体を透過したＸ線の検出結果より取得される投影データに基づいて画像を再構成する再構成部と、
   前記撮影条件で行われる撮影の単位である撮影プランを示す図形又は被曝線量を表示するよう表示部を制御する表示制御部と、
   撮影中に前記再構成部によって再構成される画像の造影剤濃度を示す指標値を検出する指標値検出部と、
   実施中の第一の撮影プランによる撮影を中止して次の第二の撮影プランによる撮影を開始する指示を操作者から受け付ける指示受付部と、
   前記指示受付部によって撮影プランの切り替えに関する指示が受け付けられた場合に、前記第一の撮影プランによる撮影を中止して前記第二の撮影プランによる撮影を開始するよう前記撮影部を制御する撮影制御部と、
   を備え、
   前記表示制御部は、前記第一の撮影プランの変更に基づいて、前記図形又は前記被曝線量を表示するよう前記表示部を制御することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
3. 前記表示制御部は、前記第一の撮影プランの変更に基づいて前記被曝線量を計算し、当該被曝線量を表示するよう前記表示部を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記撮影部は、前記被検体の撮影対象部位を含む範囲にＸ線を繰り返し照射することによって当該撮影対象部位の動態画像を再構成するダイナミックスキャンを行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記撮影部は、前記撮影対象部位を含む範囲を透過したＸ線を同時に検出可能な多列の面検出器によってＸ線を検出することを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記切替時期検出部は、前記指標値に基づいて、前記造影剤濃度の経時的な変化を表す曲線を生成し、生成した曲線の傾きに基づいて、前記撮影プランの切替時機を検出することを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 前記指標値検出部は、前記指標値として、前記画像に設定された関心領域内の造影剤濃度を示す指標値を検出し、
   前記切替時機検出部は、前記曲線として、前記関心領域内の造影剤濃度の経時的な変化を表す曲線を生成することを特徴とする請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 前記切替時機検出部は、前記曲線の傾きに基づいて当該曲線に生じる変曲点を検出することによって、前記切替時機を検出することを特徴とする請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
9. 前記撮影制御部は、前記指標値検出部によって検出される指標値が所定の終了閾値を下回った場合には、その時点で実施中の撮影の残りを中止して撮影を終了するよう前記撮影部を制御することを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
10. 前記撮影制御部は、撮影を開始してからの総撮影時間が所定の最大撮影時間に達した場合には、その時点で実施中の撮影の残りを中止して撮影を終了するよう前記撮影部を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項９に記載のＸ線ＣＴ装置。
11. 前記指標値検出部によって検出される指標値に基づいて、前記造影剤濃度の経時的な変化を表す曲線を撮影中に表示する表示制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
12. 前記指標値検出部は、前記指標値として、前記画像に設定された関心領域内の造影剤濃度を示す指標値を検出し、
    前記表示制御部は、前記曲線として、前記関心領域内の造影剤濃度の経時的な変化を表す曲線を撮影中に表示することを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
13. 前記表示制御部は、前記関心領域として複数の関心領域が前記画像に設定されていた場合には、各関心領域内の造影剤濃度の経時的な変化をそれぞれ表す複数の曲線を表示することを特徴とする請求項１２に記載のＸ線ＣＴ装置。
14. 前記撮影制御部は、前記指標値検出部によって前記第一の撮影プランの切替時機が検出される前に前記第一の撮影プランの撮影時間が経過した場合、前記第一の撮影プランの切替時機が検出されるまで前記第一の撮影プランによる撮影を延長するよう前記撮影部を制御することを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
15. 前記第二の撮影プランはＸ線を間欠的に照射することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
16. 前記表示制御部は、変更前の前記第一の撮影プランを示す図形と、変更後の前記第一の撮影プランを示す図形とを同時に表示するよう前記表示部を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
17. 前記表示制御部は、変更前の前記第一の撮影プランに基づき計算された被曝線量と、変更後の前記第一の撮影プランに基づき計算された被曝線量とを同時に表示するよう前記表示部を制御することを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
18. 前記撮影プランを示す図形は、Ｘ線の照射間隔、撮影時間、及び、Ｘ線管へ供給される管電流のプランのうちの少なくとも一つを示す図形であることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
19. 所定の撮影条件に基づいて被検体にＸ線を照射するようＸ線照射部を有する撮影部を制御する手順と、
    前記被検体を透過したＸ線の検出結果より取得される投影データに基づいて画像を再構成する手順と、
    前記撮影条件で行われる撮影の単位である撮影プランを示す図形又は被曝線量を表示するよう表示部を制御する手順と、
    撮影中に再構成される画像の造影剤濃度を示す指標値を検出するよう指標値検出部を制御する手順と、
    前記指標値検出部によって検出される指標値に基づいて、前記撮影プランの切替時機を検出するよう切替時機検出部を制御する手順と、
    前記切替時機検出部によって前記撮影プランの切替時機が検出された場合に、実施中の第一の撮影プランによる撮影を中止して第二の撮影プランによる撮影を開始するよう前記撮影部を制御する手順と、
    前記第一の撮影プランの変更に基づいて、前記図形又は前記被曝線量を表示するよう前記表示部を制御する手順と、
    をコンピュータに実行させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置の制御プログラム。
20. 所定の撮影条件に基づいて被検体にＸ線を照射するようＸ線照射部を有する撮影部を制御する手順と、
    前記被検体を透過したＸ線の検出結果より取得される投影データに基づいて画像を再構成する手順と、
    前記撮影条件で行われる撮影の単位である撮影プランを示す図形又は被曝線量を表示するよう表示部を制御する手順と、
    撮影中に再構成される画像の造影剤濃度を示す指標値を検出するよう指標値検出部を制御する手順と、
    実施中の第一の撮影プランによる撮影を中止して次の第二の撮影プランによる撮影を開始する指示を操作者から受け付ける手順と、
    前記撮影プランの切り替えに関する指示が受け付けられた場合に、前記第一の撮影プランによる撮影を中止して前記第二の撮影プランによる撮影を開始するよう前記撮影部を制御する手順と、
    前記第一の撮影プランの変更に基づいて、前記図形又は前記被曝線量を表示するよう前記表示部を制御する手順と、
    をコンピュータに実行させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置の制御プログラム。

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