JP5897806B2

JP5897806B2 - 注入装置

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Publication number: JP5897806B2
Application number: JP2011068291A
Authority: JP
Inventors: 根本　茂; 茂根本; 孝治弓場
Original assignee: Nemoto Kyorindo Co Ltd
Current assignee: Nemoto Kyorindo Co Ltd
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2031-03-25
Also published as: JP2012200430A

Description

本発明は、被験者の透視画像を撮像するために被験者に造影剤を注入するのに用いられる注入装置に関する。

医療用の画像診断装置としては、ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、ＰＥＴ装置およびアンギオ装置などがある。これらの装置を使用して被験者の透視画像を撮像する際は、被験者に造影剤や生理食塩水などの薬液を注入することが多い。

被験者への薬液の注入は、薬液注入装置を用いて行なうのが一般的である。薬液注入装置は、薬液を充填するシリンジが着脱自在に装着され、装着されたシリンジのピストンをシリンダに対して前進させることで、シリンジ内の薬液を被験者に注入する。薬液注入装置は、装着されたシリンジのピストンを前進および後退させるピストン駆動機構を有し、このピストン駆動機構の動作を、前もって設定された薬液の注入量や注入速度などの注入条件に従って制御することで、薬液が自動的に注入される。

透視画像の良好な撮像のためには、最適な注入条件で薬液が注入されることが好ましい。例えば、体格の異なる複数の被験者にそれぞれ同じ量の造影剤を注入すると、得られる画像の精度を左右する造影効果が異なるため、現在は、被験者の体格に応じて薬液の注入量など注入条件が設定されることが多い。好ましい注入条件を与えるために用いられる典型的な体格指標は、被験者の体重である。

近年は、より良好な画像を得るために、体重の他の体格指標を用いた様々な検討がなされており、例えば非特許文献１では、被験者の体表面積に基づいた造影剤の注入量の検討結果が開示されている。非特許文献１によれば、体表面積に基づいた造影剤の注入量の決定はあらゆる体重において有用である可能性が示されている。また、非特許文献１には、体重に基づいて注入量を決定した場合と体表面積に基づいて注入量を決定した場合とを比較すると、低体重の被験者においては、体表面に基づいて決定した場合のほうが注入量は多くなり、その逆に、高体重の被験者においては、体表面に基づいて決定した場合のほうが注入量は少なくなる傾向があることが示されている。さらに、非特許文献１によれば、肥満傾向にある被験者に対しては、体重に基づいて造影剤の注入量を決定した場合は、造影剤が過剰に投与されている可能性が示唆されている。

粟井、「ＣＴにおける体格指標による造影剤量の決定：体重、それとも除脂肪体重、体表面積？」、ＲａｄＦａｎ、（株）メディカルアイ、２０１０年７月２５日、第８巻、第８号、Ｐ．１１−１５

本発明は、どのような体格の被験者に対しても適切な造影剤量を算出することができる注入装置を提供することを目的とする。

本発明の注入装置は、
被験者に対して制御された方法で造影剤を注入する注入装置であって、
造影剤を充填しているシリンジから造影剤を押し出すように構成された駆動機構と、
造影剤の注入量を含む注入条件を決定する注入条件決定部と、
注入条件決定部で決定された注入条件に従って駆動機構の動作を制御する制御部と、を有し、
注入条件決定部には、複数の体重区分が所定の基準に従って設定されており、注入条件決定部は、被験者の体重を前記複数の体重区分のいずれに属するかを判断し、被験者の体重が所定の体重区分である場合は、前記体重に基づいて造影剤の注入量を算出し、被験者の体重が他の体重区分である場合は、被験者の体表面積を算出し、算出された体表面積に基づいて造影剤の注入量を算出するように構成されている。

上記本発明の注入装置において、注入条件決定部には、低体重、標準体重および高体重の３つの体重区分が設定されており、注入条件決定部は、被験者の体重区分が標準体重に属する場合は被験者の体重に基づいて造影剤の注入量を算出し、低体重または高体重に属する場合は、被験者の体表面積を算出し、算出された体表面積に基づいて造影剤の注入量を算出するようにすることができる。

さらに、本発明の注入装置は、管電圧が調整可能なＸ線管から被験者にＸ線を照射するＸ線ＣＴ装置で被験者の断層画像を撮像する際に被験者に造影剤を注入するのに用いることができる。この場合、Ｘ線ＣＴ装置において標準で使用される管電圧よりも低い管電圧でＸ線管が作動される場合には、注入条件決定部は、造影剤の注入量を、その算出に用いる計算式に１未満の所定の補正係数を乗じることによって算出することが好ましい。補正係数を用いた造影剤の注入量の算出は、被験者の体重区分が低体重である場合に行なうことが好ましい。

本発明の注入装置によれば、造影剤の注入量を算出するのに用いる体格指標が被験者の体重区分に応じて変更されるので、被験者の体重によらずに適切な造影剤注入量を設定することができる。

本発明の一実施形態によるＸ線ＣＴシステムの斜視図である。図１に示す薬液注入装置の斜視図である。図２に示す注入ヘッドを、それに装着されるシリンジとともに示す斜視図である。図１に示すＸ線ＣＴシステムの機能的構成を示すブロック図である。

図１を参照すると、透視撮像装置であるＸ線ＣＴ装置３００と薬液注入システムとを有する、本発明の一実施形態によるＸ線ＣＴシステム１０００が示される。薬液注入システムは、薬液注入装置１００と、薬液注入装置１００に装着されるシリンジユニットとを有している。Ｘ線ＣＴ装置３００は、撮像動作を実行する撮像ユニット３０１と、撮像ユニット３０１の動作を制御する撮像制御ユニット３０２とを有しており、これらは通信ネットワークを介して接続されている。

薬液注入装置１００は、例えば図２に示すように、スタンド１１１の上部に旋回可能に取り付けられた注入ヘッド１１０と、ケーブル１０２で注入ヘッド１１０と電気的に接続された注入制御ユニット１０１とを有している。注入制御ユニット１０１は、メイン操作パネル１０３、表示手段と入力手段を兼ねたタッチパネル１０４を有している。注入制御ユニット１０１は、不図示のケーブルで注入制御ユニット１０１の本体に電気的に接続された、補助的な入力手段であるハンドユニット（不図示）等をさらに備えていてもよい。

注入ヘッド１１０は、図３に示すように、２つのシリンジ２００Ｃ、２００Ｐを並列に着脱自在に装着する。シリンジ２００Ｃ、２００Ｐは、末端にシリンダフランジ２２１ａが形成されるとともに先端にノズル部２２１ｂが形成されたシリンダ２２１と、シリンダ２２１内に進退移動可能に挿入されたピストン２２２とを有している。

ピストン２２２がシリンダ２２１の先端へ向けて前進することで、充填されている薬液が、ノズル部２２１ｂを介してシリンジ２２０から押し出される。各シリンジ２００Ｃ、２００Ｐのノズル部２２１ｂには、先端に注入針またはカテーテルが接続されて中間で二股に分岐した延長チューブ２３０の２つの末端部が連結され、これらシリンジ２００Ｃ、２００Ｐおよび延長チューブ２３０などでシリンジユニットが構成される。注入針またはカテーテルを被験者の血管に穿刺または挿入して、シリンジ２００Ｃ、２００Ｐに充填されている薬液を被験者に注入することができる。シリンジ２００Ｃ、２００Ｐに充填される薬液としては、造影剤および生理食塩水などが挙げられ、例えば、一方のシリンジ２００Ｃに造影剤を充填し、もう一方のシリンジ２００Ｐに生理食塩水を充填することができる。

注入ヘッド１１０の上面先端部には、２つのシリンジ２００Ｃ、２００Ｐが載せられるシリンジ受け１２０が備えられている。シリンジ受け１２０は、シリンダ２２１の外周面を受け入れるように形成された２つの凹部１２０ａを有する。また、シリンジ受け１２０には、シリンジ２００Ｃ、２００Ｐのシリンダフランジ２２１ａを保持するシリンジアダプタ１２１、１２２が着脱自在に装着される。

シリンジ受け１２０に載せられたシリンジ２００Ｃ、２００Ｐは、ノズル部２２１ｂを先端側に向けた状態でシリンダ２２１を凹部１２１内に位置させ、シリンダフランジ２２１ａが保持されることで、注入ヘッド１１０に固定された状態で装着される。ただし、シリンジ２００Ｃ、２００Ｐには種々のサイズおよび／形状のものが存在し、それら全ての種類のシリンジ２００Ｃ、２００Ｐのシリンダフランジ２２１ａを共通の保持構造で保持するのは困難である。そこで、本形態では、装着されるシリンジ２００Ｃ、２００Ｐの形状ごとに、それぞれシリンダフランジ２２１ａを保持するのに適した保持構造を有してシリンジ受け１２０に着脱自在に装着される複数種類のシリンジアダプタ１２１、１２２を用意し、使用するシリンジアダプタ１２１、１２２をシリンジ２００Ｃ、２００Ｐの種類に応じて交換することで、種々のサイズおよび／またはシリンジ２００Ｃ、２００Ｐを注入ヘッド１１０に装着できるようにしている。

注入ヘッド１１０には、装着されたシリンジ２００Ｃ、２００Ｐのピストン２２２を別々にまたは同時に前進／後退させるために互いに独立して駆動される２つのピストン駆動機構１３０が、各シリンジ２００Ｃ、２００Ｐが装着される位置に対応して設けられている。

ピストン駆動機構１３０は、駆動モータ（不図示）、駆動モータの回転出力を直線運動に変換する運動変換機構（不図示）、およびピストン２２２を前進および後退させるために、運動変換機構に連結されてピストン２２２の末端部を係脱自在に保持するピストン保持機構（不図示）とを有する。このようなピストン駆動機構１３０としては、薬液注入装置で一般に用いられる公知の機構を用いることができるので、ここではその詳細な説明は省略する。

図４に、本形態のＸ線ＣＴシステムの主要な電気的構成のブロック図を示す。なお、図５に示す各ブロックは、図１〜３で説明した構成の少なくとも一部、または少なくとも一部の組み合わせとして存在しており、ハードウェアとして構成されていてもよいし、論理回路として構成されていてもよい。

図４に示すように、注入制御ユニット１０１は、制御部１６１、入力デバイス１６２、表示デバイス１６３、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１６４および注入条件決定部１７０を有している。

入力デバイス１６２は、図２に示したメイン操作パネル１０３およびタッチパネル１０４に相当し、操作者による薬液注入装置１００の様々な設定および薬液の注入条件の決定に必要なデータなどの入力を受け付ける。表示部１６３は、図２に示したタッチパネル１０４に相当し、薬液注入装置１００の動作状態を表す画面およびデータ入力用の画面などを表示する。以上のように本形態では、タッチパネル１０４は、入力部１６２の一部としての機能および表示部１６３の機能を併せ持っている。

注入条件決定部１７０は、入力部１６２から入力されたデータなどに基づいて薬液の注入量および注入速度といった、薬液の注入条件を決定する。制御部１６１は、入力部１６２からの入力に基づいて、必要な情報を表示部１６３に表示させたり、注入条件決定部１７０で決定された薬液の注入条件や予め定められた所定の手順に従ってピストン駆動機構１３０の動作を制御したりするなど、薬液注入装置１００の動作全般を制御する。制御部１６１および注入条件決定部１７０は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを含む１つのコンピュータユニットで構成することができる。

制御部１６１から発せられるピストン駆動機構１３０の動作開始信号や、薬液の注入条件の一部などは、インターフェース１６４を介してＸ線ＣＴ装置３００へ送られ、これによって、薬液注入装置１００とＸ線ＣＴ装置３００とを連動させることができる。

注入条件決定部１７０は、入力デバイス１６２から入力されたデータの少なくとも一部を利用して、シリンジ２００Ｃ、２００Ｐに充填された薬液、具体的には造影剤および生理食塩水の注入条件を決定する。

本実施形態では特に、注入条件決定部１７０には複数の体重区分が所定の基準に従って設定されており、注入条件決定部１７０は、被験者の体重を所定の基準に従って分けられた複数の体重区分のいずれに属するかを判断し、被験者の体重が所定の体重区分の場合は、被験者の体重に基づいて造影剤の注入量を算出するが、他の体重区分の場合は、被験者の体表面積を算出し、算出された体表面積に基づいて造影剤の注入量を算出するように構成されている。

注入条件決定部１７０において設定される体重区分の数は任意であってよく、例えば、「低体重」、「標準体重」および「高体重」の３つの区分とすることができる。各区分の境界値は注入条件決定部１７０に設定されており、注入条件決定部１７０は、各区分の境界値に基づいて、入力された被験者の体重データから被験者の体重を所定の体重区分に分ける。被験者の体重は、任意の体重計を用いて予め測定される。

被験者の体表面積は、実測するのではなく計算式によって推定する。そのため、注入条件決定部１７０は、入力されたデータから、予め与えられた体表面積計算式によって被験者の体表面積を算出する体表面積算出部１７１を有する。体表面積計算式としては、例えば以下の計算式が知られている。
（１）Mostellerの式
ＢＳＡ（ｍ²）＝（［ＢＷ（ｋｇ）×Ｈｔ（ｍ）］^0.500）／６０
（２）Kurazumiの式
ＢＳＡ（ｍ²）＝１００．３１５×ＢＷ（ｋｇ）^0.425／Ｈｔ（ｍ）^0.693
（３）Livingstone & Leeの式
ＢＳＡ（ｍ²）＝０．１１７３×ＢＷ（ｋｇ）^0.6466
ここで、ＢＳＡ（Body Surface Area）は被験者の体表面積、ＢＷは被験者の体重、Ｈｔは被験者の身長である。本発明においては、上記の体表面積計算式だけでなく任意のいずれの計算式も使用できる。中でもLivingstone & Leeの式は、体重のみをパラメータとしており、造影剤の注入量を決定するために入力デバイス１６２から入力されるデータの数を少なくすることができることから、本発明において好ましく用いることができる。

注入条件決定部１７０は、被験者の体重区分が所定の体重区分の場合、体表面積算出部１７１によって算出された被験者の体表面積を用い、注入条件決定部１７０に予め与えられた計算式によって造影剤の注入量を算出する。体表面積から造影剤の注入量を算出するための計算式は、実験などによって得ることができる。

体表面積計算式の中には、低体重において最も適合する計算式、高体重において最も適合する計算式、あるいは低体重および高体重において適合する計算式などがある。よって、注入条件決定部１７０がどの体重区分の場合に被験者の体表面積に基づいて造影剤の注入量を算出するかは、体重の区分の仕方および／または用いる体表面積計算式に応じて、予め設定されている。また、注入条件決定部１７０に複数の体表面積計算式が与えられ、ある体重区分においてはある体表面積計算式を用いて被験者の体表面積を算出し、別の体重区分においては別の体表面積計算式を用いて被験者の体表面積を算出するようにしてもよい。

造影剤の注入速度は、算出された注入量を注入時間で除すことで計算することができる。造影剤の注入時間は、操作者が入力デバイス１６２から入力するようにしてもよいが、他の注入条件による大きな変動はなく、ＣＴ装置３００による撮像時間と同等もしくはそれよりも若干長い時間で設定されることが多いので、例えば、撮像時間が１０秒である場合は造影剤の注入時間を１２秒とするなど、ＣＴ装置３００から送られる撮像時間データから、注入条件決定部１７０で求めることもできる。あるいは、所定の値をデフォルト値として設定しておき、必要に応じて操作者が変更できるようにしてもよい。

一方、生理食塩水は、注入された造影剤を後押しするために、造影剤の注入後、直ちに注入される。そのため、生理食塩水の注入条件は、それほど厳密に決定しなくてもよい。生理食塩水の注入速度は、造影剤の注入速度と同じでよい。生理食塩水の注入時間は、例えば７秒など、所定の時間を予め設定しておくことができる。注入速度および注入時間が決まれば、生理食塩水の注入量は、注入速度に注入時間を乗ずることによって算出することができる。

以上のように、造影剤および生理食塩水の注入時間が予め設定され、かつ、被験者の体表面積を上記のLivingstone & Leeの式によって算出する場合は、注入条件を決定するために操作者が入力するデータは被験者の体重だけでよい。

制御部１６１は、前述したように、薬液注入装置１００の動作全般を制御する。薬液注入装置１００の動作は、従来の薬液注入装置で行なわれる一般的な動作も含むが、本発明に特に関連する動作は、注入条件決定部１７０で決定した注入条件に従ってピストン駆動機構１３０の動作を制御し、必要な情報を表示デバイス１６３に表示させることである。注入条件決定部１７０は、制御部１６１の機能の一つとして構成されてもよい。

Ｘ線ＣＴ装置３００は、前述したように、撮像ユニット３０１と、撮像制御ユニット３０２とを有している。撮像ユニット３０１は、寝台３２０（図１参照）と、寝台３２０に仰臥している被験者にＸ線を照射するＸ線管３１１と、被験者を透過したＸ線を検出するようにＸ線管３１１に対向配置されたＸ線検出器３１２とを備えている。

撮像制御ユニット３０２は、制御部３３０入力デバイス３４０、表示デバイス２５０、および薬液注入装置１００との間のインターフェース（Ｉ／Ｆ）３６０を有している。制御部３３０は、入力デバイス３４０から、またはインターフェース３６０を介して薬液注入装置１００から送られた、撮像条件に関するデータに基づいて撮像ユニット３０１の動作を制御して被験者の透過Ｘ線データを取得する。制御部３３０はさらに、取得された透過Ｘ線データに基づいて、画像を再構成して透視画像を表示デバイス２５０に表示させる。Ｘ線管３１１に印加される電圧（管電圧）は、通常は１２０ｋＶとされるが、操作者による調整、あるいはインターフェース３６０を介しての薬液注入装置１００からの入力に基づく制御部３３０からの指令によって変更可能である。

次に、上述したＸ線ＣＴシステムの動作について説明する。

まず、操作者は、薬液注入装置１００の電源をＯＮし、シリンジ２００Ｃおよびシリンジ２００Ｐを注入ヘッド１１０に装着する。装着されるシリンジ２００Ｃ、２００Ｐは、プレフィルドタイプであってもよいし、後充填タイプであってもよい。シリンジ２００Ｃ、２００Ｐが後充填タイプである場合は、操作者は薬液注入装置１１０に、シリンジ２００Ｃ、２００Ｐに薬液を充填させる動作を実行させる。また、被験者の血管内に穿刺または挿入される注入針またはカテーテルが接続される延長チューブ（不図示）がシリンジ２００Ｃ、２００Ｐの先端に連結されていない場合は、操作者はシリンジ２００Ｃ、２００Ｐに延長チューブを連結する。次いで操作者は、シリンジ２００Ｃ、２００Ｐおよび延長チューブのエア抜き動作を薬液注入装置１００に実行させる。エア抜きが終了したら、注入針またはカテーテルを被験者の血管に穿刺または挿入し、以上で注入条件設定までの準備が完了する。また、この段階で、一方のシリンジ２００Ｃには造影剤が充填され、もう一方のシリンジ２００Ｐには生理食塩水が充填された状態とされる。

ここまでの一連の操作および動作は従来と同様でよいので、詳しい説明は省略する。また、上述した操作および動作の順番は可能な範囲で前後して構わない。制御部１６１は、上述の操作および動作のうち操作者の操作が必要なものについて、操作者の操作を促すための表示およびその操作終了を操作者に入力させるための表示を表示デバイス１６３に表示させてもよい。表示デバイス１６３がタッチパネルである場合、タッチパネルは表示デバイス１６３および入力デバイス１６２の双方の機能を有しており、表示デバイス１６３および入力デバイス１６２はタッチパネルを意味する。

エア抜きの完了後、制御部１６１は、注入条件設定用の画面を表示デバイス１６３に表示させる。注入条件の設定では、操作者は、撮像部位および被験者の体格指標を注入条件設定用のデータとして入力デバイス１６２から入力する。入力されたデータは注入条件決定部１７０に送られ、注入条件決定部１７０で注入条件が決定される。

撮像部位の入力は、予め設定された幾つかの区分から操作者が選択するようにすれば、撮像部位の入力が簡便である。また、またこの場合、人体および臓器等を模した画像を表示デバイス１６３に表示し、これらの画像から操作者が選択するようにすれば、撮像部位の入力ミスを大幅に低減することができる。

体格指標の入力では、被験者の体表面積を算出するのに必要なデータが入力される。例えば、Livingstone & Leeの式によって体表面積を算出する場合は、必要なデータは被験者の体重であり、Mostellerの式またはKurazumiの式の式によって体表面積を算出する場合は、必要なデータは被験者の体重および身長である。本形態では、必要なデータの数が少なくて済むことから、Livingstone & Leeの式によって被験者の体表面積を算出する場合を例に説明し、よって、入力デバイス１６２には被験者の体重データが操作者によって入力される。

本実施形態では、注入条件決定部１７０には「低体重」、「標準体重」および「高体重」の３つの体重区分が設定されており、入力デバイス１６２から制御部１６１を経由して注入条件決定部１７０に被験者の体重データが入力されると、注入条件決定部１７０は、入力された体重データが、予め定められた基準値に従って、３つの体重区分のいずれに属するかを判断する。低体重と標準体重との境界を示す基準値、および標準体重と高体重との境界を示す基準値は任意に定めることができ、本実施形態では４５ｋｇ未満を低体重、４５ｋｇ以上７０ｋｇ未満を標準体重、７０ｋｇ以上を高体重としている。これらの体重区分は、操作者が必要に応じて変更できるようにされていてもよい。

被験者の体重区分が標準体重に属すると判断された場合、注入条件決定部１７０は、入力された体重データに基づいて造影剤の注入量を算出し、さらに、前述したように、算出された注入量に基づき、あるいは予め与えられた値として、造影剤の注入速度、注入時間、および生理食塩水の注入量、注入速度、注入時間を決定する。体重データに基づいて造影剤の注入量を算出するための計算式は、従来用いられている計算式と同様でよく、注入条件決定部１７０に予め設定されている。

一方、被験者の体重区分が低体重または高体重であると判断された場合、注入条件決定部１７０は、入力された体重データに基づいて、体表面積算出部１７１において被験者の体表面積を算出させる。そして注入条件決定部１７０は、体表面積算出部１７１で算出された被験者の体表面積に基づいて造影剤の注入量を算出し、さらに、前述したように、算出された注入量に基づき、あるいは予め与えられた値として、造影剤の注入速度、注入時間、および生理食塩水の注入量、注入速度、注入時間を決定する。

造影剤および生理食塩水の注入条件が決定されると、制御部１６１は、決定した注入条件を表示デバイス１６３に表示させる。操作者は、表示された注入条件を確認し、その注入条件に変更がなければ、入力デバイス１６２により注入開始のための操作をする。この操作を受けて制御部１６１は、注入条件決定部１７１で決定した注入条件に従って造影剤および生理食塩水を被験者に注入する。

造影剤の注入が開始されると、制御部１６１は、注入開始信号を、インターフェース１６４を介してＸ線ＣＴ装置３００へ送る。Ｘ線ＣＴ装置３００は、送られた注入開始信号に基づき、注入が開始されてから所定時間経過後に、Ｘ線ＣＴ装置３００に予め設定された撮像条件に従って被験者の断層画像を撮像する。

以上説明したように、本形態のシステムによれば、被験者の体重区分に応じて、「低体重」または「高体重」の場合は被験者の体表面積に基づいて得られた注入条件で薬液を注入し、「標準体重」の場合は被験者の体重に基づいて得られた注入条件で薬液を注入する。前述した体格指標による造影剤量の決定に関する検討において粟井が報告しているように、被験者の体重区分が低体重である場合、少なめの造影剤量が得られる体重基準による注入量計算と比較して、より適切な注入量で造影剤を注入できる。また、被験者の体重区分が高体重である場合は、過剰投与ぎみとなる体重基準による注入量計算と比較して、より適切な注入量で造影剤を注入できる。Livingstone & Leeの式によって被験者の体表面積を算出した場合、体表面積を算出するのに必要なデータは被験者の体重のみであるので、従来のように被験者の体重に基づいて造影剤の注入量を算出する場合と比較して、必要なデータの種類が増えることはない。

一方、被験者の体重区分が標準体重である場合は、被験者の体重に基づいて造影剤の注入量を算出した場合と被験者の体表面積に基づいて造影剤の注入量を算出した場合との間で大きな違いはないため、被験者の体表面積を求めるまでもなく、被験者の体重に基づいて造影剤の注入量を算出すれば十分である。

以上説明したように、被験者の体重区分に応じて、造影剤の注入量を決定するのに用いる被験者の体格指標を変更することで、低体重から高体重まで幅広い体重範囲においてより適切な注入量で造影剤を注入することができる。よって、その結果得られる被験者の断層画像は良好なものとなる。

上述した形態では、説明の便宜上、被験者の体重から造影剤の注入条件を求めているが、実際には、造影剤中のヨード量（ヨード濃度）も、造影剤の注入量に大きく影響するので、造影剤の注入量を決定する計算式には造影剤のヨード量もパラメータの一つとして含まれる。

近年は、ＩＣタグを備えたシリンジが広く用いられてきている。ＩＣタグにはシリンジの使用履歴や充填される薬液に関する種々の情報が記録されている。このようなＩＣタグ付きのシリンジに対応する薬液注入装置は、装着されたシリンジのＩＣタグからデータを読み出すことができるリーダ装置を備えている。そこで、造影剤のヨード量データをＩＣタグに記録しておき、そこからヨード量データが入力されるようにすれば、操作者が造影剤のヨード量を入力する必要はない。さらに、被験者の体重についてもＩＣタグに予め記録しておけば、注入条件決定のために被験者が行なう入力操作は不要となる。

ところで、Ｘ線管３１１は、管電圧が低いほど発生するＸ線の波長が長くなり透過力が弱くなるため、得られるＣＴ画像のコントラストが高くなる。つまり、管電圧とＣＴ値との間には相関関係があり、管電圧を下げると最大ＣＴ値は高くなる。よって、管電圧を下げることによって、より少ない造影剤量であっても目的のＣＴ値を得ることができる。ただし、管電圧を下げると、得られる断層画像の品位が低下する傾向が見られる。Ｘ線ＣＴ装置３００は、目的とする画像品位やＣＴ値などに応じて管電圧を調整できるように構成されている。Ｘ線管３１１の管電圧は、通常は１２０ｋＶであるが、低管電圧での撮像においては例えば１００ｋＶ以下（例えば７０〜１００ｋＶ）とされる。

そこで本形態では、薬液注入装置１００は、通常撮像用の注入モードに加え、低管電圧対応注入モードでも造影剤を注入できるように構成されている。通常撮像用の注入モードとは、Ｘ線ＣＴ装置３００が、そのＸ線ＣＴ装置３００における標準的な管電圧で撮像する場合に適応する注入モードであり、低管電圧対応注入モードとは、標準的な管電圧よりも低い管電圧で撮像する場合に適応する注入モードである。造影剤をどちらの注入モードで注入するかは操作者が入力デバイス１６２を用いて任意に選択できるようにされる。また、その選択は、造影剤の注入条件が決定される前であればどのタイミングでもよい。

低管電圧対応注入モードが選択された場合の造影剤の注入量は、通常撮像用の注入モードでの造影剤の注入量の算出に用いる計算式に１未満の所定の補正係数を乗じることによって算出できる。この計算は、注入条件決定部１７０において実行される。低管電圧対応注入モードでの造影剤の注入量を算出するのに用いられる補正係数は、Ｘ線ＣＴ装置３００の実効エネルギーに依存する。よって、薬液注入装置１００が、実効エネルギーが特定の値のＸ線ＣＴ装置３００との組み合わせでのみ使用される場合は、補正係数を特定の値に定めることができるが、種々のＸ線ＣＴ装置３００と組み合わせて使用される場合は、実効エネルギーに応じて、補正係数を調整するようにするか、複数の補正係数から選択できるようにするか、あるいは注入条件の入力とは別に予め設定できるようにすることが好ましい。

低管電圧対応注入モードでは、通常撮像用の注入モードと比べて造影剤の注入量は少なくて済む。よって、低管電圧対応注入モードによる造影剤の注入は、被験者に対する身体的負荷を軽減させるという効果もある。また、本発明においては低体重の被験者に対しては体表面積に基づいて造影剤の注入量を決定するが、低体重の被験者においては、体表面積に基づいて決定された注入量は、体格指標による造影剤量の決定に関する粟井の報告でも示されているように、体重に基づいて決定された注入量よりも多くなる傾向がある。よって、低体重の被験者に対しては、低管電圧対応注入モードで薬液を注入することは、被験者の身体的負担を軽減するために好ましい。もちろん、標準体重および高体重の被験者に対して低管電圧対応注入モードで薬液を注入することも、被験者の身体的負担をより軽減することになるため好ましい。

上記のように、低管電圧での撮像は、画像品位の低下を招くため、特定の撮像目的のみに利用され、通常は利用されない。そこで、低管電圧対応注入モードでの注入の場合は、制御部１６１は、表示デバイス１６３において例えば注入条件設定用の画面に他の情報とは異なる色で、低管電圧対応注入モードである旨を表示させ、操作者が容易に認識できるようにすることが好ましい。また、ある被験者に対して低管電圧で画像を取得し、引き続き次の被験者に対しては通常の管電圧で画像を取得する場合、次の被験者に対する薬液の注入の際に通常撮像用の注入モードから低管電圧対応注入モードへの切り換えを忘れると、所望の画像が得られない。そこで、このようなミスを防止するために、制御部１６１は、低管電圧対応注入モードでの薬液注入の終了後、薬液の注入モードを通常撮像用の注入モードに戻すようにすることが好ましい。

Ｘ線ＣＴ装置３００による低管電圧での撮像モードと、薬液注入装置１００による低管電圧対応注入モードとは、互いに対応させる必要がある。Ｘ線ＣＴ装置３００と薬液注入装置１００との連携は、操作者がＸ線ＣＴ装置３００および薬液注入装置１００を個別に設定することによって行なうこともできるが、操作者による設定ミスを防止するためには、インターフェース１６４、３６０を介した薬液注入装置１００とＸ線ＣＴ装置３００との間の情報伝送により、一方の装置のモードを他方の装置のモードに反映させるようにすることが好ましい。例えば、Ｘ線ＣＴ装置３００において低管電圧での撮像モードが設定された場合は、その情報がインターフェース３６０を介して薬液注入装置１００に伝送され、その制御部１６１は、その情報に従って薬液注入装置１００の注入モードを低管電圧対応注入モードに切り換えてもよいし、その逆に、薬液注入装置１００において低管電圧対応注入モードが設定された場合は、その情報がインターフェース１６４を介してＸ線ＣＴ装置３００に伝送され、その制御部３３０は、その情報に従ってＸ線管３１１の管電圧を下げて低管電圧で撮像するようにしてもよい。

以上、本発明を好ましい実施形態によって説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、本実施形態では、注入条件決定部１７０は、体重区分の数を３つとし、Livingstone & Leeの式を用いて被験者の体表面積を算出した例を示したが、体重区分の数を２つあるいは４つ以上としたり、他の１つまたは２つ以上の式を用いて被験者の体表面積を算出したりすることもできる。

例えば、Livingstone & Leeは、前述した（３）式の他に、特に体重が１０ｋｇ以下の被験者に対してのより正確な体表面積計算式として以下の式
（４）ＢＳＡ（ｍ²）＝０．１０３７×ＢＷ（ｋｇ）^0.6724
を提唱している（"Body surface area prediction in
normal-weight and obese patients", American Journal of Physiology - Endocrinology
and Metabolism 281: 586-591, 2001）。なお、上記（４）式において、ＢＳＡおよびＢＷは、前述の（１）〜（３）式と同様、それぞれ体表面積および体重である。

そこで、「低体重」をさらに、１０ｋｇ以下と１０ｋｇ超の２つの区分に分けて合計４つの体重区分とし、１０ｋｇ以下の被験者に対しては上記（４）式を用いて算出した体表面積に基づいて造影剤の注入量を算出し、１０ｋｇを超える低体重の被験者および高体重の被験者に対しては、前述の（３）式を用いて算出した体表面積に基づいて造影剤の注入量を算出するようにしてもよい。

１００薬液注入装置
１０１注入制御ユニット
１１０注入ヘッド
１３０ピストン駆動機構
１６１（薬液注入装置の）制御部
１６２（薬液注入装置の）入力デバイス
１６３（薬液注入装置の）表示デバイス
１６４（薬液注入装置の）インターフェース
１７０注入条件決定部
１７１体表面積算出部
２００Ｃ、２００Ｐシリンジ
３００Ｘ線ＣＴ装置
３０１撮像ユニット
３０２撮像制御ユニット
３１１Ｘ線管
３１２Ｘ線検出器
３２０寝台
３３０（Ｘ線ＣＴ装置の）制御部
３４０（Ｘ線ＣＴ装置の）入力デバイス
３５０（Ｘ線ＣＴ装置の）表示デバイス
３６０（Ｘ線ＣＴ装置の）インターフェース

Claims

被験者に対して制御された方法で造影剤を注入する注入装置であって、
造影剤を充填しているシリンジから造影剤を押し出すように構成された駆動機構と、
前記造影剤の注入量を含む注入条件を決定する注入条件決定部と、
前記注入条件決定部で決定された注入条件に従って前記駆動機構の動作を制御する制御部と、を有し、
注入条件決定部には、複数の体重区分が所定の基準に従って設定されており、前記注入条件決定部は、被験者の体重を前記複数の体重区分のいずれに属するかを判断し、被験者の体重が所定の体重区分である場合は、前記体重に基づいて造影剤の注入量を算出し、被験者の体重が他の体重区分である場合は、被験者の体表面積を算出し、算出された体表面積に基づいて造影剤の注入量を算出するように構成され、どの体重区分の場合に体表面積に基づいて造影剤の注入量を算出するかが予め設定されている注入装置。
前記注入条件決定部には、低体重、標準体重および高体重の３つの前記体重区分が設定されており、前記注入条件決定部は、被験者の体重区分が標準体重に属する場合は被験者の体重に基づいて造影剤の注入量を算出し、低体重または高体重に属する場合は、被験者の体表面積を算出し、算出された体表面積に基づいて造影剤の注入量を算出する請求項１に記載の注入装置。
前記注入装置は、管電圧が調整可能なＸ線管から被験者にＸ線を照射するＸ線ＣＴ装置で被験者の断層画像を撮像するのに用いられ、
前記Ｘ線ＣＴ装置において標準で使用される管電圧よりも低い管電圧で前記Ｘ線管が作動される場合には、前記注入条件決定部は、造影剤の注入量を、その算出に用いる計算式に１未満の所定の補正係数を乗じることによって算出する請求項１または２に記載の注入装置。
前記注入条件決定部は、前記体重区分が低体重である場合に、前記計算式に前記補正係数を乗じて造影剤の注入量を算出する請求項３に記載の注入装置。