JP5963163B2 - 医用画像診断装置 - Google Patents
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Description
図1及び図2を参照して、実施形態に係るX線CT装置1の構成例を説明する。なお、「画像」と「画像データ」を同一視することがある。
架台装置10は、被検体Eに対してX線を曝射し、被検体Eを透過したX線の検出データを収集する装置である。架台装置10は、X線発生部11と、X線検出部12と、回転体13と、高電圧発生部14と、架台駆動部15と、X線絞り部16と、絞り駆動部17と、データ収集部18とを有する。
寝台装置30の天板(図示せず)には被検体Eが載置される。寝台装置30は、被検体Eが載置された天板を、被検体Eの体軸方向に移動させる。また、寝台装置30は、天板を上下方向に移動させる。
コンソール装置40は、X線CT装置1に対する操作入力に用いられる。また、コンソール装置40は、架台装置10から入力された検出データから被検体Eの内部形態を表すCT画像データ(断層画像データやボリュームデータ)を再構成する。コンソール装置40は、制御部41と、スキャン制御部42と、処理部43と、記憶部44と、表示部45と、操作部46とを含んで構成される。
生体反応検知部50は、被検体Eの状態を監視し、生体反応を検知することで、生体反応情報としての信号を入力する。対象となる生体反応には、発声、表情、呼吸、発汗、心電図、血圧、筋電図、脳波、瞳孔径、まばたきなどがある。検知対象の生体反応は、たとえば痛みに伴うものである。
この実施形態に係るX線CT装置1の動作について説明する。以下、第1〜第7の動作例を説明する。第1の動作例では、生体反応情報の入力に対応してスキャンを開始/停止させる制御を説明する。第2の動作例では、生体反応情報の入力に対応してX線の照射間隔(スキャン条件)を変更する制御を説明する。第3の動作例では、生体反応情報の入力に対応して管電流値(スキャン条件)を変更する制御を説明する。第4の動作例では、生体反応情報の入力に対応して断面間隔(再構成条件)を変更する制御を説明する。第5の動作例では、生体反応情報の入力に対応して画像データに付帯情報を付帯する制御を説明する。第6の動作例では、生体反応情報の入力に対応して画像データに埋め込み情報を埋め込む制御を説明する。第7の動作例では、生体反応の程度情報に応じて異なる付加情報を画像データに付加する制御を説明する。第1〜第7の動作例のうちの任意の2つ以上を組み合わせることができる。
第1の動作例は、生体反応情報の入力に対応してスキャンを開始/停止させるものである。ここでは、息継ぎを挟みつつ息を止めた状態でのスキャンを繰り返し行う検査への適用例を説明する。なお、検査の準備は既になされているものとする。すなわち、被検体Eは寝台装置30に載置されて架台装置10の開口部に挿入されており、かつ、生体反応検知部50(呼吸モニタ装置)が被検体Eに装着されているものとする。第1の動作例の流れを図3に示す。
生体反応検知部50による被検体Eの呼吸状態の検知を開始する。この段階では、被検体Eは通常のように呼吸しているものとする。ユーザ(医師、看護師、放射線技師等)は、任意のタイミングで、呼吸を止めるよう被検体Eに指示する。
生体反応検知部50は、被検体Eの呼吸の停止を検知すると、その旨を示す生体反応情報(呼吸状態情報)を主制御部411に入力する(S2:YES)。
この呼吸状態情報を受けた主制御部411は、収集制御部412に制御信号を送る。収集制御部412は、スキャン制御部42を制御して被検体Eに対するX線スキャンを開始させる。X線検出部12は、被検体Eを透過したX線を検出する。データ収集部18は、スキャンに伴いX線検出器12から逐次に生成される検出データを収集する。データ収集部18は、収集された検出データを前処理部431に送る。
前処理部431は、データ収集部18からの検出データに対して前述の前処理を施して投影データを生成する。
再構成処理部432は、投影データに再構成処理を施すことにより、ボリュームデータを生成する。
レンダリング処理部433は、ボリュームデータに基づくMPR画像データを生成する。MPR画像データは、直交3軸画像のいずれかの画像データでもよいし、任意に設定された断面に基づくオブリーク画像の画像データでもよい。
表示制御部413は、生成されたMPR画像データに基づく画像(MPR画像)を表示部45に表示させる。MPR画像の表示態様は動画表示でも静止画表示でもよい。この動作例では、呼吸が止まっている間スキャンを反復的に行うことにより(S8:NO)、動画表示がなされるものとする。
生体反応検知部50は、被検体Eの呼吸の開始を検知すると、その旨を示す生体反応情報(呼吸状態情報)を主制御部411に入力する(S8:YES)。
この呼吸状態情報を受けた主制御部411は、収集制御部412に制御信号を送る。収集制御部412は、スキャン制御部42を制御して被検体Eに対するX線スキャンを停止させる。この制御は、スキャンに関わる構成部位の全ての動作を停止させるものでもよいし、これらの一部の動作のみを停止させるものでもよい。後者の例として、架台駆動部15による回転体13の回転動作を継続させつつ、高電圧発生部14によるX線発生部11への電力供給を停止させることができる。
主制御部411は、ステップ2〜9の動作を検査の終了(S10:YES)まで繰り返し実行させる。
第2の動作例は、生体反応情報の入力に対応してX線の照射間隔(スキャン条件)を変更するものである。第2の動作例の流れを図4に示す。なお、第1の動作例と同様の動作については簡単な説明に留める。
所定のスキャン開始指示が入力されると、主制御部411は、図3のステップ3〜7の処理を実行させる。つまり、主制御部411は、スキャン、投影データの生成、ボリュームデータの生成、MPR画像データの生成、及びMPR画像の表示を開始させる。なお、この段階のスキャンでは、第1の照射間隔でX線が被検体Eに照射されるものとする。第1の照射間隔は、生体反応が発生していないときに適用されるものであり、比較的長く設定されている。
生体反応検知部50による被検体Eの生体反応の検知を開始する。
生体反応検知部50は、生体反応の発生を検知すると、その旨を示す生体反応情報を主制御部411に入力する(S13:YES)。
この生体反応情報を受けた主制御部411は、収集制御部412に制御信号を送る。収集制御部412は、X線照射間隔を第2の照射間隔に切り替えるための制御信号を生成してスキャン制御部42に送る。スキャン制御部42は、高電圧発生部14を制御し、X線照射間隔を第1の照射間隔から第2の照射間隔に切り替えさせてスキャンを継続させる。第2の照射間隔は、第1の照射間隔より短いものとする。つまり、ステップ14により、X線照射間隔が減少される。なお、第1及び第2の照射間隔はあらかじめ設定された値である。
生体反応検知部50は、生体反応の停止を検知すると、その旨を示す生体反応情報を主制御部411に入力する(S15:YES)。検査終了の指示がなされた場合(S16:YES)、この動作例の処理は終了となる。一方、この段階で検査終了の指示がなされない場合(S16:NO)、主制御部411は収集制御部412に制御信号を送る。収集制御部412は、X線照射間隔を第1の照射間隔に切り替えるための制御信号を生成してスキャン制御部42に送る。スキャン制御部42は、高電圧発生部14を制御し、X線照射間隔を第2の照射間隔から第1の照射間隔に切り替えさせてスキャンを継続させる(S17)。
ステップ15において生体反応の停止が検知されない場合、つまり生体反応が継続している場合において(S15:NO)、検査終了の指示がなされると(S18:YES)、この動作例の処理は終了となる。一方、この段階で検査終了の指示がなされない場合(S18:NO)、生体反応の停止が検出されるまで(S15:YES)、現在のスキャン〜画像表示の処理が継続される。
第3の動作例は、生体反応情報の入力に対応して管電流値(スキャン条件)を変更するものである。第3の動作例の流れを図5に示す。なお、上記と同様の動作については簡単な説明に留める。
所定のスキャン開始指示が入力されると、主制御部411は、スキャン、投影データの生成、ボリュームデータの生成、MPR画像データの生成、及びMPR画像の表示を開始させる。なお、この段階のスキャンでは、第1の管電流値が適用されているものとする。第1の管電流値は、生体反応が発生していないときに適用されるものであり、比較的小さく設定されている。
生体反応検知部50による被検体Eの生体反応の検知を開始する。
生体反応検知部50は、生体反応の発生を検知すると、その旨を示す生体反応情報を主制御部411に入力する(S23:YES)。
この生体反応情報を受けた主制御部411は、収集制御部412に制御信号を送る。収集制御部412は、管電流を第2の管電流値に切り替えるための制御信号を生成してスキャン制御部42に送る。スキャン制御部42は、高電圧発生部14を制御し、管電流を第1の管電流値から第2の管電流値に切り替えさせてスキャンを継続させる。第2の管電流値は、第1の管電流値より大きいものとする。つまり、ステップ24により、管電流値が増加される。なお、第1及び第2の管電流値はあらかじめ設定された値である。
生体反応検知部50は、生体反応の停止を検知すると、その旨を示す生体反応情報を主制御部411に入力する(S25:YES)。検査終了の指示がなされた場合(S26:YES)、この動作例の処理は終了となる。一方、この段階で検査終了の指示がなされない場合(S26:NO)、主制御部411は収集制御部412に制御信号を送る。収集制御部412は、管電流を第1の管電流値に切り替えるための制御信号を生成してスキャン制御部42に送る。スキャン制御部42は、高電圧発生部14を制御し、管電流を第2の管電流値から第1の管電流値に切り替えさせてスキャンを継続させる(S27)。
ステップ25において生体反応の停止が検知されない場合、つまり生体反応が継続している場合において(S25:NO)、検査終了の指示がなされると(S28:YES)、この動作例の処理は終了となる。一方、この段階で検査終了の指示がなされない場合(S28:NO)、生体反応の停止が検出されるまで(S25:YES)、現在のスキャン〜画像表示の処理が継続される。
第4の動作例は、生体反応情報の入力に対応して断面間隔(再構成条件)を変更するものである。第4の動作例の流れを図6に示す。なお、上記と同様の動作については簡単な説明に留める。
所定のスキャン開始指示が入力されると、主制御部411は、スキャン、投影データの生成、ボリュームデータの生成(再構成処理)、MPR画像データの生成、及びMPR画像の表示を開始させる。なお、この段階の再構成処理では、第1の断面間隔が適用されているものとする。第1の断面間隔は、生体反応が発生していないときに適用されるものであり、比較的広く設定されている。
生体反応検知部50による被検体Eの生体反応の検知を開始する。
生体反応検知部50は、生体反応の発生を検知すると、その旨を示す生体反応情報を主制御部411に入力する(S33:YES)。
この生体反応情報を受けた主制御部411は、処理制御部414に制御信号を送る。処理制御部414は、断面間隔を第2の断面間隔に切り替えるための制御信号を生成して再構成処理部432に送る。再構成処理部432は、断面間隔を第1の断面間隔から第2の断面間隔に切り替えて再構成処理を継続する。第2の断面間隔は、第1の断面間隔より狭いものとする。つまり、ステップ34により、断面間隔が減少される。なお、第1及び第2の断面間隔はあらかじめ設定された値である。
生体反応検知部50は、生体反応の停止を検知すると、その旨を示す生体反応情報を主制御部411に入力する(S35:YES)。検査終了の指示がなされた場合(S36:YES)、この動作例の処理は終了となる。一方、この段階で検査終了の指示がなされない場合(S36:NO)、主制御部411は処理制御部414に制御信号を送る。処理制御部414は、断面間隔を第1の断面間隔に切り替えるための制御信号を生成して再構成処理部432に送る。再構成処理部432は、断面間隔を第2の断面間隔から第1の断面間隔に切り替えて再構成処理を継続する(S37)。
ステップ35において生体反応の停止が検知されない場合、つまり生体反応が継続している場合において(S35:NO)、検査終了の指示がなされると(S38:YES)、この動作例の処理は終了となる。一方、この段階で検査終了の指示がなされない場合(S38:NO)、生体反応の停止が検出されるまで(S35:YES)、現在のスキャン〜画像表示の処理が継続される。
第5の動作例は、生体反応情報の入力に対応して画像データに付帯情報を付帯するものである。第5の動作例の流れを図7に示す。なお、上記と同様の動作については簡単な説明に留める。
所定のスキャン開始指示が入力されると、主制御部411は、スキャン、投影データの生成、ボリュームデータの生成、MPR画像データの生成、及びMPR画像の表示を開始させる。この段階では、ボリュームデータに付帯情報を付帯する処理は実行されていないものとする。
生体反応検知部50による被検体Eの生体反応の検知を開始する。
生体反応検知部50は、生体反応の発生を検知すると、その旨を示す生体反応情報を主制御部411に入力する(S43:YES)。
この生体反応情報を受けた主制御部411は、処理制御部414に制御信号を送る。処理制御部414は、ボリュームデータに付帯情報を付帯させるための制御信号を生成して情報付加部434に送る。情報付加部434は、再構成処理部432により生成されたボリュームデータに対して所定の付帯情報を付帯させる。この動作例ではボリュームデータが繰り返し生成される。情報付加部434は、生体反応が発生している間に収集された検出データに基づく各ボリュームデータに対して付帯情報を付帯させる。また、この動作例では、ボリュームデータに対して付帯情報を付帯させているが、MPR画像データに付帯情報を付帯させるようにしてもよい。
生体反応検知部50は、生体反応の停止を検知すると、その旨を示す生体反応情報を主制御部411に入力する(S45:YES)。検査終了の指示がなされた場合(S46:YES)、この動作例の処理は終了となる。一方、この段階で検査終了の指示がなされない場合(S46:NO)、主制御部411は処理制御部414に制御信号を送る。処理制御部414は、ボリュームデータに対して付帯情報を付帯させる処理を停止させるための制御信号を生成して情報付加部434に送る。情報付加部434は、ボリュームデータに対して付帯情報を付帯させる処理を停止する(S47)。
ステップ45において生体反応の停止が検知されない場合、つまり生体反応が継続している場合において(S45:NO)、検査終了の指示がなされると(S48:YES)、この動作例の処理は終了となる。一方、この段階で検査終了の指示がなされない場合(S48:NO)、生体反応の停止が検出されるまで(S45:YES)、現在のスキャン〜画像表示の処理と付帯情報を付帯させる処理とが継続される。
第6の動作例は、生体反応情報の入力に対応して画像データに埋め込み情報を埋め込むものである。第6の動作例の流れを図8に示す。なお、上記と同様の動作については簡単な説明に留める。
所定のスキャン開始指示が入力されると、主制御部411は、スキャン、投影データの生成、ボリュームデータの生成、MPR画像データの生成、及びMPR画像の表示を開始させる。この段階では、ボリュームデータに付帯情報を付帯する処理は実行されていないものとする。
生体反応検知部50による被検体Eの生体反応の検知を開始する。
生体反応検知部50は、生体反応の発生を検知すると、その旨を示す生体反応情報を主制御部411に入力する(S53:YES)。
この生体反応情報を受けた主制御部411は、処理制御部414に制御信号を送る。処理制御部414は、ボリュームデータに埋め込み情報を埋めこませるための制御信号を生成して情報付加部434に送る。情報付加部434は、再構成処理部432により生成されたボリュームデータに対して所定の埋め込み情報を埋め込む。この動作例ではボリュームデータが繰り返し生成される。情報付加部434は、生体反応が発生している間に収集された検出データに基づく各ボリュームデータに対して埋め込み情報を埋め込む。また、この動作例では、ボリュームデータに対して埋め込み情報を埋めこんでいるが、MPR画像データに埋め込み情報を埋め込むようにしてもよい。
生体反応検知部50は、生体反応の停止を検知すると、その旨を示す生体反応情報を主制御部411に入力する(S55:YES)。検査終了の指示がなされた場合(S56:YES)、この動作例の処理は終了となる。一方、この段階で検査終了の指示がなされない場合(S56:NO)、主制御部411は処理制御部414に制御信号を送る。処理制御部414は、ボリュームデータに対する埋め込み情報の埋め込み処理を停止させるための制御信号を生成して情報付加部434に送る。情報付加部434は、ボリュームデータに対する埋め込み情報の埋め込み処理を停止する(S57)。
ステップ55において生体反応の停止が検知されない場合、つまり生体反応が継続している場合において(S55:NO)、検査終了の指示がなされると(S58:YES)、この動作例の処理は終了となる。一方、この段階で検査終了の指示がなされない場合(S58:NO)、生体反応の停止が検出されるまで(S55:YES)、現在のスキャン〜画像表示の処理と埋め込み情報を埋め込む処理とが継続される。
第7の動作例は、生体反応の程度情報に応じて異なる付加情報を画像データに付加するものである。第7の動作例の流れを図9に示す。なお、上記と同様の動作については簡単な説明に留める。
所定のスキャン開始指示が入力されると、主制御部411は、スキャン、投影データの生成、ボリュームデータの生成、MPR画像データの生成、及びMPR画像の表示を開始させる。この段階では、ボリュームデータに付帯情報を付帯する処理は実行されていないものとする。
生体反応検知部50による被検体Eの生体反応の検知を開始する。
生体反応検知部50は、生体反応の発生を検知すると、その生体反応の程度を示す程度情報を含む生体反応情報を主制御部411に入力する(S63:YES)。
この生体反応情報を受けた主制御部411は、これに含まれる程度情報に基づいて制御信号を生成し処理制御部414に送る。処理制御部414は、この制御信号に応じた付加情報、つまり生体反応の程度に応じた付加情報をボリュームデータに付加させるための制御信号を生成して情報付加部434に送る。ここで、処理制御部414は、たとえば生体反応の程度と付加情報の態様とを対応付けたテーブル情報をあらかじめ記憶しており、F程度情報に示す程度に対応する付加情報をこのテーブル情報を参照して特定する。そして、処理制御部414は、特定された付加情報に応じた制御信号を生成して情報付加部434に送る。情報付加部434は、再構成処理部432により生成されたボリュームデータに対して当該付加情報を付加する。この動作例ではボリュームデータが繰り返し生成される。情報付加部434は、生体反応が発生している間に収集された検出データに基づく各ボリュームデータに対して、そのデータ収集時における程度情報に応じた付加情報を付加する。また、この動作例では、ボリュームデータに対して付加情報を付加しているが、MPR画像データに付加情報を付加するようにしてもよい。
生体反応検知部50は、生体反応の停止を検知すると、その旨を示す生体反応情報を主制御部411に入力する(S65:YES)。検査終了の指示がなされた場合(S66:YES)、この動作例の処理は終了となる。一方、この段階で検査終了の指示がなされない場合(S66:NO)、主制御部411は処理制御部414に制御信号を送る。処理制御部414は、ボリュームデータに対する付加情報の付加処理を停止させるための制御信号を生成して情報付加部434に送る。情報付加部434は、ボリュームデータに対する付加情報の付加処理を停止する(S67)。
ステップ65において生体反応の停止が検知されない場合、つまり生体反応が継続している場合において(S65:NO)、検査終了の指示がなされると(S68:YES)、この動作例の処理は終了となる。一方、この段階で検査終了の指示がなされない場合(S68:NO)、生体反応の停止が検出されるまで(S65:YES)、現在のスキャン〜画像表示の処理と、程度情報に基づく付加情報の付加処理とが継続される。
実施形態に係るX線CT装置の変形例について説明する。
実施形態及び変形例に係るX線CT装置の作用及び効果を説明する。
10 架台装置
11 X線発生部
12 X線検出部
13 回転体
14 高電圧発生部
15 架台駆動部
16 X線絞り部
17 絞り駆動部
18 データ収集部
30 寝台装置
40 コンソール装置
41 制御部
411 主制御部
412 収集制御部
413 表示制御部
414 処理制御部
42 スキャン制御部
43 処理部
431 前処理部
432 再構成処理部
433 レンダリング処理部
434 情報付加部
44 記憶部
45 表示部
46 操作部
Claims (13)
- 被検体の動きのある部位にX線を照射して時系列のデータを収集する収集部と、
収集されたデータを、予め定められた、視野サイズについての条件、画質特性についての条件及び断層像を形成するときの断層間隔についての条件を含む再構成条件を基に処理して前記被検体の画像を再構成する処理部と、
前記被検体の前記部位の動きの中で痛みがあったことを表す生体反応情報を入力する入力部と、
表示部に前記被検体の画像を表示させる表示制御部と、
前記処理部が画像を再構成しているときに前記生体反応情報が入力された場合に、前記再構成条件に含まれる条件のうち少なくとも一つの条件を変更させて前記生体反応情報が入力された時点に対応する再構成を実行させる制御部と、を有する医用画像診断装置。 - 前記再構成条件に含まれる条件のうち少なくとも一つの条件が前記断層間隔である場合は、前記生体反応情報が入力された場合に前記断層間隔を変更前より狭くすることを特徴とする請求項1に記載の医用画像診断装置。
- 前記収集部は、時系列のいずれの時点においても前記被検体を載置する天板の位置を固定した状態で、前記被検体の動きのある部位に対して前記X線を照射することで、前記時系列のデータを取得することを特徴とする請求項1または2に記載の医用画像診断装置。
- 前記表示制御部は、前記生体反応情報が入力されるまでは変更前の前記条件で再構成された画像を順次更新して前記表示部に表示させ、前記生体反応情報が入力されたときは、変更後の前記条件で再構成された画像を順次更新して前記表示部に表示させることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
- 前記処理部は、収集されたデータに所定の前処理を施して投影データを生成する前処理部と、生成された投影データに再構成処理を施して画像データを生成する再構成処理部と、生成された前記画像データに所定の処理を施すデータ処理部とを含み、
前記制御部は、前記X線の照射が行われているときに前記生体反応情報が入力された場合に、当該生体反応情報に基づく所定の付加情報を前記画像データに付加する処理を前記データ処理部に実行させる
ことを特徴とする請求項1に記載の医用画像診断装置。 - 前記制御部は、前記付加情報としての所定の付帯情報を前記画像データに付帯させる処理を前記データ処理部に実行させることを特徴とする請求項5に記載の医用画像診断装置。
- 前記制御部は、前記付加情報としての所定の埋め込み情報を前記画像データに埋め込む処理を前記データ処理部に実行させることを特徴とする請求項5に記載の医用画像診断装置。
- 前記再構成処理部は、前記画像データとしてボリュームデータを生成し、
前記制御部は、前記ボリュームデータの任意の断面に含まれる前記ボリュームデータ内の位置に前記埋め込み情報を埋め込む処理を前記データ処理部に実行させることを特徴とする請求項7に記載の医用画像診断装置。 - 前記制御部は、前記画像データに基づく画像と前記付加情報に基づく表示情報とを前記表示部に表示させるように前記表示制御部を制御することを特徴とする請求項5〜請求項8のいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
- 前記生体反応情報は、前記生体反応の程度を示す程度情報を含み、
前記制御部は、前記程度情報が示す前記生体反応の程度に応じて異なる前記付加情報を付加させるように前記データ処理部を制御する
ことを特徴とする請求項5〜請求項8のいずれか一項に記載の医用画像診断装置。 - 前記制御部は、前記画像データに基づく画像と前記程度情報に応じた態様の表示情報とを前記表示部に表示させるように前記表示制御部を制御することを特徴とする請求項10に記載の医用画像診断装置。
- 前記入力部は、前記被検体の前記部位における生体反応の監視をしていて前記痛みが顕われた特定の状態になったことを検知して前記生体反応情報として生成する検知部を含むことを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
- 前記入力部は、操作者による操作に対応して前記生体反応情報としての信号を入力する操作部を含むことを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
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