JP5972577B2 - X-ray computed tomography system - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、X線コンピュータ断層撮影装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an X-ray computed tomography apparatus.
X線コンピュータ断層撮影装置において頭部CTパーフュージョン解析が利用されている。頭部CTパーフュージョン解析は、急性期脳梗塞の血流動態診断に有用である。パーフュージョン解析においては、造影剤が注入された被検体に対してX線が繰り返し照射されるため、必然的に被検体や技師の被曝量が多くなってしまう。 Head CT perfusion analysis is used in an X-ray computed tomography apparatus. Head CT perfusion analysis is useful for hemodynamic diagnosis of acute cerebral infarction. In perfusion analysis, X-rays are repeatedly irradiated to a subject into which a contrast medium has been injected, so that the exposure dose of the subject or engineer inevitably increases.
X線発生周期は、造影剤の濃度の経時的な変化を予想したうえで、スキャンの計画段階において予め設定され、スキャン開始後は変更されない。そのため、実際の血中造影剤濃度にX線発生周期が整合せず、CT値変化が小さい期間においてX線が連続的に発生されてしまう場合がある。そのため、計画段階においてX線発生周期を設定しても、被検体の被曝量を十分に低減できない。 The X-ray generation cycle is set in advance in the scan planning stage after predicting a change in the contrast agent concentration over time, and is not changed after the scan starts. For this reason, the X-ray generation cycle does not match the actual blood contrast medium concentration, and X-rays may be continuously generated during a period in which the CT value change is small. Therefore, even if the X-ray generation period is set at the planning stage, the exposure dose of the subject cannot be sufficiently reduced.
目的は、被曝量を低減することが可能なX線コンピュータ断層撮影装置を提供することにある。 An object is to provide an X-ray computed tomography apparatus capable of reducing the exposure dose.
本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置は、X線を発生するX線管と、前記X線管からX線を発生するために前記X線管に印加される高電圧を発生する高電圧発生部と、前記X線管から発生され被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線管を回転軸回りに回転可能に支持する支持機構と、前記X線検出器からの出力に基づいて第1のCT画像と第2のCT画像とを発生する発生部と、前記第1のCT画像と前記第2のCT画像との間のCT値の時間変化率を算出する時間変化率算出部と、前記時間変化率に応じて前記X線管からのX線の発生周期を決定する発生周期決定部と、を具備する。 The X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment includes an X-ray tube that generates X-rays and a high voltage that generates a high voltage applied to the X-ray tube to generate X-rays from the X-ray tube. A generator, an X-ray detector that detects X-rays generated from the X-ray tube and transmitted through the subject, a support mechanism that supports the X-ray tube rotatably about a rotation axis, and the X-ray detector a generating unit that occurs in the first CT image and the second CT image based on an output from, the time rate of change of the CT values between the first CT image and the second CT image and time change rate calculating section for calculating, for anda generation period determination unit which determines the generation period of the X-rays from the X-ray tube according to the time rate of change.
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わるX線コンピュータ断層撮影装置を説明する。 The X-ray computed tomography apparatus according to this embodiment will be described below with reference to the drawings.
本実施形態に係るスキャン方式は、造影剤が注入された被検体を繰り返しX線でスキャンする造影スキャンであるとする。本実施形態に係るスキャン部位は、頭部や胸部、腹部、腕部、脚部等の血管が走行する如何なる部位にも適用可能である。例えば、頭部の造影スキャンは、頭部CTパーフュージョン解析に利用される。造影スキャンにおいては、血流動態を解析するために繰り返しスキャンが行われ、CT画像が繰り返し発生される。繰り返し発生されたCT画像に基づいてパーフュージョン解析が行われる。造影スキャンは、良く知られているように、モニタリングスキャンと本スキャンとからなる。モニタリングスキャンは、被検体に注入された造影剤がスキャン部位に到達したか否かを確認するためのスキャンである。造影剤がスキャン部位に十分に到達したことを契機としてモニタリングスキャンから本スキャンに移行される。モニタリングスキャンは、被曝量低減のため本スキャンよりも低線量で行われる。 Assume that the scanning method according to the present embodiment is a contrast scan in which a subject into which a contrast medium is injected is repeatedly scanned with X-rays. The scan site according to this embodiment can be applied to any site where blood vessels such as the head, chest, abdomen, arms, and legs run. For example, a contrast scan of the head is used for head CT perfusion analysis. In contrast scanning, repeated scanning is performed to analyze blood flow dynamics, and CT images are repeatedly generated. Perfusion analysis is performed based on repeatedly generated CT images. As is well known, the contrast scan includes a monitoring scan and a main scan. The monitoring scan is a scan for confirming whether or not the contrast medium injected into the subject has reached the scan site. Transition from the monitoring scan to the main scan is triggered when the contrast agent has sufficiently reached the scan site. The monitoring scan is performed at a lower dose than the main scan to reduce the exposure dose.
X線コンピュータ断層撮影装置により利用される画像再構成法には、フルスキャン法とハーフスキャン法とがある。フルスキャン法では、1スライス又は1ボリュームのCT画像を再構成するために、被検体の周囲1周、すなわち約2π[rad]分の投影データが必要である。また、ハーフスキャン法では、1スライス又は1ボリュームのCT画像を再構成するために、π+α[rad](α:ファン角)分の投影データが必要である。本実施形態は、フルスキャン法とハーフスキャン法とのいずれの方法も適用可能である。 Image reconstruction methods used by the X-ray computed tomography apparatus include a full scan method and a half scan method. In the full scan method, in order to reconstruct a CT image of one slice or one volume, projection data for one round around the subject, that is, about 2π [rad] is required. In the half scan method, projection data for π + α [rad] (α: fan angle) is necessary to reconstruct a CT image of one slice or one volume. In this embodiment, any of the full scan method and the half scan method can be applied.
図1は、本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置1の構成を示す図である。図1に示すように、ガントリ10とコンソール30とを搭載する。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an X-ray computed tomography apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, a
ガントリ10は、円環又は円板状の回転フレーム11を搭載する。回転フレーム11は、X線管13とX線検出器15とを、回転フレーム11の中心軸(回転軸)回りに回転可能に支持している。回転フレーム11の開口の内部には、FOV(field of view)が設定される。回転フレーム11は、回転駆動部17に接続されている。回転駆動部17は、コンソール30内のスキャン制御部43による制御に従って回転フレーム11を一定の角速度で回転し、X線管13とX線検出器15とを回転軸回りに回転する。
The
なお、Z軸は、回転フレーム11の回転軸に規定される。Y軸は、X線管13のX線焦点とX線検出器15の検出面中心とを結ぶ軸に規定される。Y軸は、Z軸に直交する。X軸は、Y軸とZ軸とに直交する軸に規定される。このように、XYZ直交座標系は、回転フレーム11の回転とともに回転する回転座標系を構成する。
The Z axis is defined as the rotation axis of the rotating frame 11. The Y axis is defined as an axis connecting the X-ray focal point of the X-ray tube 13 and the center of the detection surface of the
回転フレーム11の近傍には、天板支持機構19が設置されている。天板支持機構19は、天板21をZ軸に沿って移動可能に支持する。天板支持機構19は、天板21の長軸がZ軸に平行するように天板21を支持する。天板21には、被検体Pが載置される。天板支持機構19は天板移動部(モータ)23を装備している。天板移動部23は、スキャン制御部43による制御に従って天板支持機構19を駆動し、天板21をZ軸方向に沿って移動する。
A top
X線管13は、高電圧発生部25から高電圧の印加とフィラメント電流の供給とを受けてX線を発生する。高電圧発生部25は、スキャン制御部43による制御に従ってX線管13に高電圧を印加し、フィラメント電流を供給する。
The X-ray tube 13 generates X-rays in response to application of a high voltage and supply of a filament current from the
X線検出器15は、X線管13から発生されたX線を検出する。X線検出器15は、2次元状に配列された複数の検出素子を搭載する。例えば、複数の検出素子は、回転フレーム11の回転軸を中心とした円弧に沿って配列される。この円弧に沿う検出素子の配列方向はチャンネル方向と呼ばれる。チャンネル方向に沿って配列された複数の検出素子は、検出素子列と呼ばれる。複数の検出素子列は、回転軸に沿う列方向に沿って配列される。各検出素子は、X線管13から発生されたX線を検出し、検出されたX線の強度に応じた電気信号(電流信号)を生成する。生成された電気信号は、データ収集回路(DAS)27に供給される。
The
データ収集回路27は、スキャン制御部43による制御に従って、X線検出器15を介して電気信号をビュー(view)毎に収集する。よく知られているように、ビューは、回転軸Z周りの回転フレーム11の回転角度に対応する。また、信号処理的には、ビューは、回転フレーム11の回転時におけるデータのサンプリング点に対応する。データ収集回路27は、収集されたアナログの電気信号をデジタルデータに変換する。デジタルデータは、生データと呼ばれている。生データは、図示しない非接触データ伝送部によりコンソール30に供給される。
The
コンソール30は、前処理部31、再構成部33、関心領域設定部35、モニタリング部37、CT値変化率算出部39、X線発生周期算出部41、スキャン制御部43、表示部45、操作部47、記憶部49、及びシステム制御部51を有する。
The
前処理部33は、データ収集回路27からの生データに前処理を施し、再構成処理に供される投影データを生成する。前処理としては、例えば、対数変換、ゲイン補正、不均一補正、オフセット補正等が挙げられる。投影データは、ビュー単位で記憶部49に記憶される。
The preprocessing
再構成部33は、投影データに基づいて被検体Pに関するCT画像のデータを発生する。より詳細には、再構成部33は、1スライス又は1ボリュームのCT画像のデータを再構成するために必要なビュー分の投影データに画像再構成処理を施し、1スライス又は1ボリュームのCT画像のデータを発生する。CT画像は、X線吸収係数に依存するCT値の空間分布を表現する。本実施形態において再構成部33は、造影スキャン中において繰り返し収集される投影データに基づいて繰り返しCT画像のデータを発生する。CT画像のデータは、記憶部49に記憶される。
The
関心領域設定部35は、ユーザからの操作部47を介した指示に従って、または、画像処理により、CT画像に関心領域を設定する。関心領域は、CT値のモニタリング対象領域を限定するために設定される。なお、CT画像の全範囲をCT値のモニタリング対象とする場合、必ずしも関心領域が設定されなくても良い。この場合、関心領域設定部35は不要である。
The region-of-
モニタリング部37は、繰り返し発生されるCT画像上のCT値をモニタリングする。関心領域が設定された場合、モニタリング部37は、この関心領域に限定してCT値をモニタリングする。
The
CT値変化率算出部39は、繰り返し発生されるCT画像上のCT値の時間変化率(以下、CT値変化率と呼ぶ)をCT画像が発生される毎に算出する。関心領域が設定された場合、CT値変化率算出部39は、この関心領域に限定してCT値変化率を算出する。
The CT value change
X線発生周期算出部41は、CT値変化率に応じて、X線管13からのX線の発生周期(以下、X線発生周期と呼ぶ)を繰り返し算出する。また、X線発生周期算出部41は、算出されたX線発生周期とX線継続時間とに基づいてX線停止時間を算出する。X線発生周期、X線継続時間、及びX線停止時間について図2及び図3を参照しながら説明する。
The X-ray generation
図2に示すように、造影スキャンにおける特定のフェーズにおいて連続スキャンが行われる。なお、造影スキャン中においては、回転フレーム11が一定の角速度で回転し続けている。X線は、X線継続時間単位で繰り返し連続的に発生される。X線継続時間は、1スライス又は1ボリュームのCT画像を再構成するのに必要な投影データを収集するのに必要な時間(スキャン時間)に略一致するように、回転フレーム11の角速度に応じて予め決定されている。X線継続時間は、造影スキャンに亘って一定である。ここで、本実施形態において、回転フレーム11を回転しながらX線継続時間だけX線管を発生し、被検体を透過したX線をX線検出器で検出し、1スライス又は1ボリューム分のCT画像を再構成するのに必要な投影データを収集する、という一纏りの動作単位を1回のCTスキャンと定義する。一回のCTスキャン中に収集された投影データに基づいて再構成部によりCT画像が即時的に発生される。 As shown in FIG. 2, a continuous scan is performed in a specific phase of the contrast scan. During the contrast scan, the rotating frame 11 continues to rotate at a constant angular velocity. X-rays are repeatedly and continuously generated in units of X-ray duration. The X-ray duration depends on the angular velocity of the rotating frame 11 so that it substantially coincides with the time (scan time) required to acquire projection data necessary to reconstruct a CT image of one slice or volume. Are determined in advance. The x-ray duration is constant over the contrast scan. Here, in the present embodiment, an X-ray tube is generated for the X-ray duration while rotating the rotating frame 11, X-rays transmitted through the subject are detected by the X-ray detector, and one slice or one volume worth is obtained. A group of operation units for collecting projection data necessary to reconstruct a CT image is defined as one CT scan. A CT image is instantly generated by the reconstruction unit based on projection data collected during one CT scan.
図3に示すように、造影スキャンにおける特定のフェーズにおいて間欠スキャンが行われる。X線はX線継続時間単位で繰り返し間欠的に発生される。X線継続時間が経過すると、被曝量低減のためX線停止時間だけX線の発生が停止される。X線の発生の終了からX線停止時間が経過すると再びX線継続時間だけX線が発生される。X線継続時間とX線停止時間との合計時間がX線発生周期である。X線発生周期は、X線撮影間隔とも呼ばれている。X線停止時間Trは、以下の(1)式に従ってX線発生周期TsとX線継続時間Tdとに基づいて算出される。 As shown in FIG. 3, an intermittent scan is performed in a specific phase in the contrast scan. X-rays are repeatedly and intermittently generated in units of X-ray duration. When the X-ray duration time elapses, the generation of X-rays is stopped for the X-ray stop time in order to reduce the exposure dose. When the X-ray stop time elapses from the end of X-ray generation, X-rays are generated again for the X-ray duration time. The total time of the X-ray duration and the X-ray stop time is the X-ray generation cycle. The X-ray generation cycle is also called an X-ray imaging interval. The X-ray stop time Tr is calculated based on the X-ray generation period Ts and the X-ray duration Td according to the following equation (1).
Tr=Ts−Td ・・・(1)
なお、図2に示すような連続スキャンの場合、X線停止時間Trは0であり、X線発生周期TsはX線継続時間Tdに等しい。
Tr = Ts−Td (1)
In the case of continuous scanning as shown in FIG. 2, the X-ray stop time Tr is 0, and the X-ray generation period Ts is equal to the X-ray duration Td.
スキャン制御部43は、本実施形態に係る造影スキャンのスキャンシーケンスに従って回転駆動部17、高電圧発生部25、及びデータ収集回路27を制御する。具体的には、スキャン制御部43は、造影スキャン中、回転フレーム11が一定の角速度で回転するように回転駆動部17を制御する。また、スキャン制御部43は、X線発生周期に従ってX線管13からX線が発生されるように高電圧発生部25をリアルタイムで制御する。また、また、スキャン制御部43は、造影スキャン中、ビュー毎に投影データが収集されるようにデータ収集回路27を制御する。また、スキャン制御部43は、天板21をZ軸に沿って移動するために天板移動部23を制御する。本実施形態に係る造影スキャンは、天板21を静止させた状態において複数のCTスキャンを実行するダイナミックスキャンにも、天板21を移動させながら複数のCTスキャンを実行するヘリカルスキャンにも対応可能である。本実施形態に係るヘリカルスキャンとしては、天板21を一方方向にのみ移動させる通常のヘリカルスキャンにも、天板21を往復移動させるヘリカルスキャン(いわゆるヘリカルシャトルスキャン)にも適用可能である。以下の説明を簡便に行うため、本実施形態に係る造影スキャンにおいては、天板21は静止しているものとする。
The
表示部45は、再構成部33により発生されたCT画像を表示機器に表示する。表示機器としては、例えばCRTディスプレイや、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ等が適宜利用可能である。
The
操作部47は、入力機器を介してユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、スイッチ等が利用可能である。 The operation unit 47 receives various commands and information input from the user via the input device. As an input device, a keyboard, a mouse, a switch, or the like can be used.
記憶部49は、投影データやCT画像のデータを記憶する。また、記憶部49は、X線コンピュータ断層撮影装置1の制御プログラムを記憶している。この制御プログラムは、本実施形態に係る造影スキャンを行うための制御機能をシステム制御部51に実行させるためのものである。
The
システム制御部51は、X線コンピュータ断層撮影装置1の中枢として機能する。具体的には、システム制御部51は、記憶部49に記憶されている制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従って各部を制御する。
The
次に、システム制御部51の制御のもとに行われる造影スキャンにおけるX線コンピュータ断層撮影装置1の動作例について説明する。
Next, an operation example of the X-ray computed tomography apparatus 1 in the contrast scan performed under the control of the
まずは、本実施形態に係る造影スキャンの概略について図4を参照しながら説明する。図4は、本実施形態に係る造影スキャンにおけるX線発生タイミングをCT値変化カーブ及びCT値変化率カーブとともに示す図である。CT値変化カーブは、CT値の時間変化曲線である。CT値変化率カーブは、CT値変化率の時間変化曲線である。図4の(a)に示すように、被検体に造影剤が注入され、スキャン部位に造影剤が流入するにつれてスキャン部位内のCT値が上昇する。CT値が上昇している間、CT値変化率は、図4の(b)に示すように、正の値をとる。造影剤はやがてスキャン部位から流出する。図4の(a)に示すように、スキャン部位から造影剤が流出するにつれてスキャン部位内のCT値が下降する。CT値が下降している間、CT値変化率は、図4の(b)に示すように、負の値をとる。時間が経つにつれ造影剤の流出は緩やかになる。図4の(a)に示すように、造影剤の流出が緩やかになると。CT値はほぼ変化しなくなり、図4の(b)に示すように、CT値変化率は0に近づく。 First, an outline of a contrast scan according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing the X-ray generation timing in the contrast scan according to this embodiment together with the CT value change curve and the CT value change rate curve. The CT value change curve is a time change curve of the CT value. The CT value change rate curve is a time change curve of the CT value change rate. As shown in FIG. 4A, the contrast agent is injected into the subject, and the CT value in the scan region increases as the contrast agent flows into the scan region. While the CT value is increasing, the CT value change rate takes a positive value as shown in FIG. The contrast medium will eventually flow out of the scan site. As shown in FIG. 4A, the CT value in the scan region decreases as the contrast agent flows out of the scan region. While the CT value is decreasing, the CT value change rate takes a negative value as shown in FIG. As time passes, the outflow of the contrast agent becomes slower. As shown in (a) of FIG. 4, when the outflow of the contrast agent becomes gentle. The CT value almost does not change, and the CT value change rate approaches 0 as shown in FIG.
血流動態を観察する上では、CT値変化率が高い期間においては時間分解能が高いほうが良く、CT値変化率が低い期間においては時間分解能が高くなくても良い。本実施形態においては、CT値変化率に応じてリアルタイムでX線発生周期が算出される。X線発生周期は、CT値変化率に反比例するように規定される。すなわち、CT値変化率が大きい期間においては、X線発生周期が小さく、換言すれば、連続スキャンが行われる。反対に、CT値変化率が小さい期間においては、X線発生周期が大きく、間欠スキャンが行われる。スキャン制御部43は、X線発生周期に従ってX線が発生されるように高電圧発生部25をリアルタイムで制御する。これにより、X線発生周期を実際の血流動態に応じて変更することができ、CTスキャンの時間間隔をリアルタイムで変更することができる。
In observing the blood flow dynamics, it is better that the time resolution is high in a period when the CT value change rate is high, and the time resolution is not high in a period where the CT value change rate is low. In the present embodiment, the X-ray generation cycle is calculated in real time according to the CT value change rate. The X-ray generation cycle is defined to be inversely proportional to the CT value change rate. That is, in the period when the CT value change rate is large, the X-ray generation period is small, in other words, continuous scanning is performed. On the other hand, in the period when the CT value change rate is small, the X-ray generation cycle is large and intermittent scanning is performed. The
図5は、本実施形態に係るシステム制御部51の制御のもとに行われる造影スキャンの典型的な流れを示す図である。図5に示すように、まず。システム制御部51は、関心領域設定部35に設定処理を行わせる(ステップS1)。ステップS1において関心領域設定部35は、スキャノ撮影等により予め取得された被検体のスキャン部位に関するCT画像に、ユーザからの操作部47を介した指示に従う位置に関心領域を設定する。関心領域は、スキャン部位に造影剤が到達したか否かをモニタリングするために設定されるので、血管に対応する画素領域を含むように設定される。なお、関心領域は、既存の画像処理により自動的に設定されてもよい。関心領域は、一箇所に設定されても、複数箇所に設定されても良い。しかしながら、以下の説明を簡単に行うため、関心領域は一箇所に設定されるものとする。
FIG. 5 is a diagram illustrating a typical flow of a contrast scan performed under the control of the
ステップS1が行われるとシステム制御部51は、操作部47を介してモニタリングスキャンの開始指示がなされることを待機している。ユーザは、モニタリングの開始の準備が整うと、操作部47を介してモニタリングの開始指示を入力する。なお造影剤の注入は、開始指示の入力前であっても、入力後であってもどちらでも良い。しかしながら、以下の説明を具体的に行なうため、造影剤は開始指示の入力前に被検体に注入されるものとする。
When step S <b> 1 is performed, the
モニタリングの開始指示が入力されるとシステム制御部51は、スキャン制御部43にモニタリングスキャンを行わせる(ステップS2)。ステップS2においてスキャン制御部43は、モニタリングスキャンのために回転駆動部17、高電圧発生部25、及びデータ収集回路27を制御する。回転駆動部17は、回転フレーム11を一定の角速度で回転させる。また、高電圧発生部25は、比較的に低線量のX線をX線管13から繰り返し発生させる。データ収集回路27は、ビュー毎にX線検出器15から電気信号を読み出し、読み出された電気信号に応じたデジタルデータをコンソール30に供給する。コンソール30に供給されたデジタルデータは、前処理部31により投影データに変換され、投影データに基づいて再構成部33によりCT画像のデータが発生される。
When a monitoring start instruction is input, the
モニタリングスキャン中、システム制御部51は、モニタリング部37にCT値のモニタリングを行わせる(ステップS3)。ステップS3においてモニタリング部37は、繰り返し発生されるCT画像に基づいて関心領域内のCT値をリアルタイムで特定する。関心領域を構成する複数の画素のCT値の統計値が関心領域内のCT値として特定される。統計値としては、例えば、複数の画素のCT値の平均値や中間値、合計値が利用される。関心領域内のCT値は、CT画像が発生される毎に特定される。
During the monitoring scan, the
ステップS3が行われるとシステム制御部51は、モニタリング部37に判定処理を行わせる(ステップS4)。ステップS4においてモニタリング部37は、関心領域内のCT値が、第1の閾値に到達したか否かを判定する。第1の閾値は、モニタリングスキャンから本スキャンに移行するための閾値である。第1の閾値は、ユーザにより操作部47を介して任意の値に設定可能である。
When step S3 is performed, the
ステップS4において関心領域内のCT値が第1の閾値に到達していないと判定された場合(ステップS4:NO)、システム制御部51は、スキャン制御部43にモニタリングスキャンを継続させ、モニタリング部37にステップS3及びS4を繰り返し行わせる。
When it is determined in step S4 that the CT value in the region of interest has not reached the first threshold value (step S4: NO), the
そして、ステップS4において関心領域内のCT値が第1の閾値に到達したと判定された場合(ステップS4:YES)、システム制御部51は、スキャン制御部43にモニタリングスキャンから本スキャンに移行させる(ステップS5)。ステップS5においてスキャン制御部43は、本スキャンのために回転駆動部17、高電圧発生部25、及びデータ収集回路27を制御する。回転駆動部17は、モニタリングスキャンと同様に、回転フレーム11を一定の角速度で回転させる。また、高電圧発生部は25、モニタリングスキャンの場合に比して高線量のX線をX線管13から発生させる。データ収集回路27は、ビュー毎にX線検出器15から電気信号を読み出し、読み出された電気信号に応じたデジタルデータをコンソール30に供給する。コンソール30に供給されたデジタルデータは、前処理部31により投影データに変換され、投影データに基づいて再構成部33によりCT画像のデータが発生される。なお、本スキャンに移行後の初回のCTスキャンにおいては、予め設定されたX線発生周期に従ってX線が発生される。例えば、初回のCTスキャンにおいては、X線発生周期はX線継続時間に一致するように、すなわち、連続スキャンが行われるとよい。
If it is determined in step S4 that the CT value in the region of interest has reached the first threshold (step S4: YES), the
ステップS5が行われるとシステム制御部51は、CT値変化率算出部39に算出処理を行わせる(ステップS6)。ステップS6においてCT値変化率算出部39は、繰り返し発生されたCT画像上の関心領域のCT値の時間変化率をCTスキャン毎に算出する。時間変化率は、最新のCT画像のスキャン時刻とこの最新のCT画像よりも前に発生されたCT画像(以下、以前のCT画像と呼ぶ)のスキャン時刻との間の時間差に対する、最新のCT画像と以前のCT画像との間のCT値変化の比率により規定される。CT値変化は、最新のCT画像と以前のCT画像との間のCT値差に等しい。換言すれば、CT値変化率は、CT値の時間微分である。以前のCT画像は、例えば、最新のCT画像の1回前に発生されたCT画像である。この場合、最新のCT画像のスキャン時刻と以前のCT画像のスキャン時刻との時間差は、X線発生周期に一致する。なお、スキャン時刻としては、CTスキャンの開始時間、中間値、または終了時間の何れかが統一して採用されると良い。以前のCT画像は、最新のCT画像の1回前に発生されたCT画像のみに限定されず、最新のCT画像よりも前に発生されたCT画像であれば如何なるCT画像が適用可能である。
When step S5 is performed, the
このように、以前のCT画像は、単一のスキャン時刻に対応する単一のCT画像であっても良いし、複数のスキャン時刻にそれぞれ対応する複数のCT画像であっても良い。以前のCT画像が複数のCT画像の場合、CT値変化率は、複数の以前のCT画像の時間変化率の移動平均に基づいて算出されると良い。また、以前のCT画像のスキャン時刻は、複数の以前のCT画像のスキャン時刻の平均値や中間値、一回前のスキャン時刻等に設定されると良い。 Thus, the previous CT image may be a single CT image corresponding to a single scan time, or may be a plurality of CT images respectively corresponding to a plurality of scan times. When the previous CT image is a plurality of CT images, the CT value change rate may be calculated based on a moving average of the time change rates of the plurality of previous CT images. In addition, the scan time of the previous CT image may be set to an average value or an intermediate value of the scan times of a plurality of previous CT images, the previous scan time, or the like.
ステップS6が行われるとシステム制御部51は、X線発生周期算出部41に算出処理を行わせる(ステップS7)。ステップS7においてX線発生周期算出部41は、ステップS6において算出されたCT値変化率に応じたX線発生周期とX線停止時間とを算出する。X線発生周期は、CT値変化率に反比例するように規定される。例えば、X線発生周期Ts[sec]は、下記の(2)に従って、CT値変化率の絶対値Rに基づいて算出される。
When step S6 is performed, the
Ts=A*1/R ・・・(2)
ここで、変換係数Aは、X線発生周期Tsを1secとするときのCT値変化率である。(2)式に示すように、CT値変化率の絶対値が大きければ大きいほど、X線発生周期Tsは小さくなる。反対に、CT値変化率の絶対値が小さければ小さいほど、X線発生周期Tsは大きくなる。変換係数Aは、ユーザにより操作部47を介して任意の値に設定可能である。
Ts = A * 1 / R (2)
Here, the conversion coefficient A is a CT value change rate when the X-ray generation period Ts is 1 sec. As shown in the equation (2), the larger the absolute value of the CT value change rate, the smaller the X-ray generation cycle Ts. Conversely, the smaller the absolute value of the CT value change rate, the greater the X-ray generation period Ts. The conversion coefficient A can be set to an arbitrary value via the operation unit 47 by the user.
また、ステップS7において、X線発生周期算出部41により、上述の(1)式に従って、X線発生周期とX線継続時間とからX線停止時間が算出される。
In step S7, the X-ray generation
ステップS7が行われるとシステム制御部51は、スキャン制御部43に判定処理を行わせる(ステップS8)。ステップS8においてスキャン制御部43は、X線停止時間の設定値を、ステップS7において算出されたX線停止時間の値に変更するか否かを変更する。具体的には、X線停止時間の設定値とステップS7において算出されたX線停止時間との差分が予め設定された第2の閾値よりも小さいか否かを判定する。差分が第2の閾値よりも小さい場合、X線停止時間を変更しないと判定され、差分が第2の閾値よりも大きい場合、X線停止時間を変更すると判定される。
When step S7 is performed, the
X線停止時間を変更すると判定された場合(ステップS8:YES)、システム制御部51は、スキャン制御部43に変更処理を行わせる(ステップS9)。ステップS9においてスキャン制御部43は、X線停止時間の設定値を、ステップS7において算出された値に変更する。これによりX線停止時間の変更に伴ってX線発生周期が変更される。なお、本実施形態に係るX線発生周期の変更方法は、X線停止時間の変更に伴ってX線発生周期を変更する方法に限定されず、X線発生周期を直接的に変更しても良い。X線発生周期の変更については後で詳細に説明する。
When it is determined that the X-ray stop time is to be changed (step S8: YES), the
ステップS9が行われるとシステム制御部51は、ステップS5に進み、スキャン制御部43に次のCTスキャンを行わせる。そして次のCTスキャンについても同様にステップS5〜S9が繰り返される。具体的には、スキャン制御部43は、ステップS7におけるX線停止時間の算出後、ステップS7において算出されたX線停止時間だけX線管13からX線を発生させないように高電圧発生部25を制御し、X線停止時間が経過されたことを契機として、ステップS7において算出されたX線発生周期に従ってX線管13からX線が発生されるように高電圧発生部25を制御する。
When step S9 is performed, the
以下、X線停止時間及びX線発生周期の変更タイミングの詳細について図6及び図7を参照しながら説明する。まずは、図6を参照しながら、連続スキャンの場合におけるX線発生周期の変更タイミングの詳細について説明する。図6に示すように、CTスキャンCSが連続的に繰り返し行われているとする。連続的に行われた第1のCTスキャンCS1により収集された投影データに基づいてCT画像が発生される。CTスキャンCS1についてのCT画像等に基づいて、算出タイミングT1において、X線発生周期Ts1とX線停止時間Tr1とが算出される。ここで、X線停止時間Tr1は0であるとする。算出タイミングT1は、CTスキャンCS1の終了後から再構成時間やX線発生周期の算出時間、X線停止時間の算出時間等の所定時間が経過した後である。CTスキャンCS1の終了後直ちに第2のCTスキャンCS2が開始される。すなわち、算出タイミングT1はCTスキャンCS2にオーバラップする。 Hereinafter, the details of the X-ray stop time and the change timing of the X-ray generation cycle will be described with reference to FIGS. First, the details of the change timing of the X-ray generation cycle in the case of continuous scanning will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, it is assumed that the CT scan CS is continuously repeated. A CT image is generated based on the projection data collected by the first CT scan CS1 performed continuously. Based on the CT image and the like for the CT scan CS1, the X-ray generation cycle Ts1 and the X-ray stop time Tr1 are calculated at the calculation timing T1. Here, it is assumed that the X-ray stop time Tr1 is zero. The calculation timing T1 is after a predetermined time such as the reconstruction time, the calculation time of the X-ray generation period, the calculation time of the X-ray stop time has elapsed after the CT scan CS1 ends. The second CT scan CS2 is started immediately after the end of the CT scan CS1. That is, the calculation timing T1 overlaps with the CT scan CS2.
図6に示すように、算出タイミングT1に算出されたX線停止時間Tr1=0に従って、CTスキャンCS2の終了後直ちに第3のCTスキャンCS3が開始される。CTスキャンCS2により収集された投影データに基づいてCT画像が発生される。このCTスキャンCS2についてのCT画像等に基づいて、算出タイミングT2において、X線発生周期Ts2とX線停止時間Tr2とが算出される。算出タイミングT2は第3のCTスキャンCS3にオーバラップする。ここでX線停止時間Tr2はTr2>0であるとする。CTスキャンCS3の終了後、算出タイミングT2に算出されたX線停止時間Tr2だけX線が停止される。そしてCTスキャンCS3の終了後からX線停止時間Tr2だけ経過したことを契機として第4のCTスキャンCS4が開始される。 As shown in FIG. 6, according to the X-ray stop time Tr1 = 0 calculated at the calculation timing T1, the third CT scan CS3 is started immediately after the CT scan CS2 ends. A CT image is generated based on the projection data collected by the CT scan CS2. Based on the CT image and the like for the CT scan CS2, the X-ray generation period Ts2 and the X-ray stop time Tr2 are calculated at the calculation timing T2. The calculation timing T2 overlaps with the third CT scan CS3. Here, it is assumed that the X-ray stop time Tr2 is Tr2> 0. After the CT scan CS3 ends, the X-rays are stopped for the X-ray stop time Tr2 calculated at the calculation timing T2. Then, the fourth CT scan CS4 is started when the X-ray stop time Tr2 has passed since the CT scan CS3 has ended.
次に、図7を参照しながら、間欠スキャンの場合について説明する。図7に示すように、第1のCTスキャンCS1がなされたとする。CTスキャンCS1により収集された投影データに基づいてCT画像が発生される。CTスキャンCS1についてのCT画像等に基づいて、算出タイミングT1において、X線発生周期Ts1とX線停止時間Tr1とが算出される。算出タイミングT1は、CTスキャンCS1の終了後から再構成時間やX線発生周期の算出時間、X線停止時間の算出時間等の所定時間が経過した後である。CTスキャンCS1の終了後は、CTスキャンCS1の前に算出されたX線停止時間Tr0だけX線が停止される。そしてCTスキャンCS1の終了後からX線停止時間Tr0だけ経過したことを契機として第2のCTスキャンCS2が開始される。 Next, the case of intermittent scanning will be described with reference to FIG. Assume that the first CT scan CS1 is performed as shown in FIG. A CT image is generated based on the projection data collected by the CT scan CS1. Based on the CT image and the like for the CT scan CS1, the X-ray generation cycle Ts1 and the X-ray stop time Tr1 are calculated at the calculation timing T1. The calculation timing T1 is after a predetermined time such as the reconstruction time, the calculation time of the X-ray generation period, the calculation time of the X-ray stop time has elapsed after the CT scan CS1 ends. After the CT scan CS1 ends, the X-rays are stopped for the X-ray stop time Tr0 calculated before the CT scan CS1. Then, the second CT scan CS2 is started when the X-ray stop time Tr0 has passed since the end of the CT scan CS1.
図7に示すように、CTスキャンCS2の終了後からX線停止時間Tr1だけX線が停止される。CTスキャンCS2により収集された投影データに基づいてCT画像が発生される。このCTスキャンCS2についてのCT画像等に基づいて、算出タイミングT2において、X線発生周期Ts2とX線停止時間Tr2とが算出される。算出タイミングT2もCTスキャンCS2の経過後から所定時間が経過した後である。CTスキャンCS2の終了後からX線停止時間Tr1だけ経過したことを契機として第3のCTスキャンCS3が開始される。以下のCTスキャンについても同様に繰り返される。X線継続時間は一定である。従って、X線停止時間Tr1とこれに続くX線継続時間Tdとが経過することにより、X線発生周期Ts1が経過することとなる。 As shown in FIG. 7, X-rays are stopped for the X-ray stop time Tr1 after the CT scan CS2 ends. A CT image is generated based on the projection data collected by the CT scan CS2. Based on the CT image and the like for the CT scan CS2, the X-ray generation period Ts2 and the X-ray stop time Tr2 are calculated at the calculation timing T2. The calculation timing T2 is also after a predetermined time has elapsed since the CT scan CS2. The third CT scan CS3 is started when the X-ray stop time Tr1 has elapsed since the end of the CT scan CS2. It repeats similarly about the following CT scans. X-ray duration is constant. Therefore, the X-ray generation period Ts1 elapses when the X-ray stop time Tr1 and the subsequent X-ray duration Td elapse.
このように、現在のCTスキャンについてのCT画像を利用して算出されたX線発生周期とX線停止時間とが反映されるのは、算出タイミングとCTスキャンの終了タイミングとの間にタイムラグが発生するため、現在のCTスキャンの次の次、すなわち、現在のCTスキャンの2回後のCTスキャンである。 As described above, the X-ray generation cycle and the X-ray stop time calculated using the CT image for the current CT scan are reflected because there is a time lag between the calculation timing and the CT scan end timing. Because it occurs, it is the next CT scan after the current CT scan, that is, the CT scan two times after the current CT scan.
以上で、X線停止時間及びX線発生周期の変更タイミングの詳細についての説明を終了する。 This is the end of the description of the details of the change timing of the X-ray stop time and the X-ray generation cycle.
図5に示すように、ステップS8において、X線停止時間を変更しないと判定された場合(ステップS8:NO)、システム制御部51は、モニタリング部37に判定処理を行わせる(ステップS10)。ステップS10においてモニタリング部37は、最新のCT画像上の関心領域内のCT値が、第3の閾値に到達したか否かを判定する。第3の閾値は、本スキャンを終了するための閾値である。第3の閾値は、ユーザにより操作部47を介して任意の値に設定可能である。なお、第3の閾値としては、例えば、80HU程度に設定されるとよい。関心領域内のCT値が80HU程度に降下した場合、スキャン部位から造影剤が流れきったと推定できることが経験的に知られている。
As shown in FIG. 5, when it is determined in step S8 that the X-ray stop time is not changed (step S8: NO), the
ステップS10において関心領域内のCT値が第3の閾値に到達していないと判定された場合(ステップS10:NO)、システム制御部51は、スキャン制御部43に本スキャンを継続させ、ステップS5〜S9を繰り返し行わせる。
When it is determined in step S10 that the CT value in the region of interest has not reached the third threshold value (step S10: NO), the
そして、ステップS10において関心領域内のCT値が第2の閾値に到達したと判定された場合(ステップS10:YES)、システム制御部51は、スキャン制御部43に本スキャンを終了させる。具体的には、スキャン制御部43は、X線管13からのX線の発生を終了するように高電圧発生部25を制御し、回転フレーム11の回転を終了するように回転駆動部17を制御し、データ収集を終了するようにデータ収集回路27を制御する。これにより造影スキャンが終了する。
When it is determined in step S10 that the CT value in the region of interest has reached the second threshold value (step S10: YES), the
なお、X線停止時間またはX線発生周期は、造影スキャン中にユーザにより操作部47を介して所望の数値に任意に変更または設定可能である。この場合、ユーザは、表示部45により表示された関心領域のCT値変化カーブを参照して、X線停止時間またはX線発生周期の数値を、操作部47を介して入力する。X線停止時間の数値が入力された場合、スキャン制御部43は、入力された数値をX線停止時間の設定値に変更する。そして変更後のX線停止時間の設定値とX線継続時間とに基づいて上記の(1)式に従ってX線発生周期を算出する。X線発生周期の数値が入力された場合、スキャン制御部43は、入力された数値をX線発生周期の設定値に変更する。次にX線発生周期算出部41は、X線発生周期の設定値とX線継続時間とに基づいて上記の(1)式に従ってX線停止時間を算出する。そして、スキャン制御部43は、算出されたX線停止時間だけX線管13からX線が発生されないように高電圧発生部25を制御し、X線停止時間経過後、X線発生周期の設定値に従ってX線管13からX線が発生されるように高電圧発生部25を制御する。
Note that the X-ray stop time or the X-ray generation cycle can be arbitrarily changed or set to a desired value by the user via the operation unit 47 during the contrast scan. In this case, the user refers to the CT value change curve of the region of interest displayed on the
以上で本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置1の動作例についての説明を終了する。 This is the end of the description of the operation example of the X-ray computed tomography apparatus 1 according to the present embodiment.
上記の説明により、X線コンピュータ断層撮影装置1は、CT値変化率算出部39、X線発生周期算出部41、及びスキャン制御部43を有している。CT値変化率算出部39は、繰り返し発生されるCT画像上のCT値の時間変化率を、CT画像が発生される毎に繰り返し算出する。X線発生周期算出部41は、時間変化率に応じて、X線発生周期を繰り返し算出する。スキャン制御部43は、X線発生周期に従ってX線管13からX線が発生されるように高電圧発生部25をリアルタイムで制御する。
As described above, the X-ray computed tomography apparatus 1 includes the CT value change
上記構成により、造影スキャン中にリアルタイムで変化するCT値変化に応じてX線発生周期をリアルタイムで変更することができる。従って、高い時間分解能が求められるCT値変化率の高い期間においては、X線発生周期が大きくなるように、高い時間分解能が求められないCT値変化率の低い期間においては、X線発生周期が小さくなるように、造影スキャン中にリアルタイムで変更することができる。従って本実施形態によれば、ダイナミックスキャンやヘリカルスキャン、ヘリカルシャトルスキャンなど経時的な観察を目的とする造影スキャン中において、造影スキャン中におけるリアルタイムの造影剤濃度変化に応じた最適なX線発生周期でX線を発生することができる。また、被検体毎やスキャン部位毎に最適な線量で造影スキャンを実行することができる。 With the above configuration, the X-ray generation cycle can be changed in real time according to the CT value change that changes in real time during the contrast scan. Accordingly, the X-ray generation cycle is high in the period with a low CT value change rate where high time resolution is not required, so that the X-ray generation cycle is large in the period with a high CT value change rate in which high time resolution is required. It can be changed in real time during the contrast scan to be smaller. Therefore, according to the present embodiment, an optimal X-ray generation period corresponding to a change in contrast agent concentration in real time during a contrast scan, such as a dynamic scan, a helical scan, a helical shuttle scan, etc. X-rays can be generated. Further, a contrast scan can be executed with an optimal dose for each subject or each scan region.
かくして本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置は、被曝量の低減を実現することが可能となる。 Thus, the X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment can realize a reduction in exposure dose.
[変形例1]
上記の実施形態において関心領域の数は一つであるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。変形例1に係るX線コンピュータ断層撮影装置1は、2以上の関心領域を設定する。例えば、血流動態が異なる複数の部位を同時にCTスキャンする場合、これら複数の部位のそれぞれに関心領域が設定されるとよい。以下の説明を具体的に行うため、関心領域は、関心領域設定部35により動脈領域と静脈領域とに設定されるものとする。なお以下の説明において、本実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
[Modification 1]
In the above embodiment, the number of regions of interest is one. However, this embodiment is not limited to this. The X-ray computed tomography apparatus 1 according to Modification 1 sets two or more regions of interest. For example, when a plurality of parts having different blood flow dynamics are simultaneously CT-scanned, a region of interest may be set for each of the plurality of parts. In order to perform the following description specifically, it is assumed that the region of interest is set to an arterial region and a vein region by the region of
図8は、動脈領域と静脈領域との各々のCT値変化カーブの典型例を示す図である。図8に示すように、動脈領域と静脈領域とでは、CT値変化のピークが異なっている。具体的には、動脈領域の方が静脈領域よりも早くCT値変化のピークがおとずれる。従って、動脈領域と静脈領域との各々に関心領域が設定されることで、動脈の血流動態と静脈の血流動態との両方に適したX線発生周期で造影スキャンを行うことができる。なお、関心領域は、ユーザによる操作部47を介した指示に従って関心領域設定部35により設定されても良いし、画像処理により関心領域設定部35により設定されても良い。
FIG. 8 is a diagram illustrating a typical example of the CT value change curves of the arterial region and the venous region. As shown in FIG. 8, the peak of the CT value change differs between the arterial region and the vein region. Specifically, the peak of the CT value change is earlier in the arterial region than in the venous region. Therefore, by setting a region of interest in each of the arterial region and the venous region, a contrast scan can be performed with an X-ray generation cycle suitable for both the arterial blood flow dynamics and the venous blood flow dynamics. The region of interest may be set by the region-of-
具体的には、図5のステップS6において、CT値変化率算出部39により、各関心領域についてCT値変化率がそれぞれ算出される。ステップS7において、X線発生周期算出部41により、各CT値変化率についてX線発生周期が算出される。そしてX線発生周期算出部41は、2つのX線発生周期に基づいて、動脈領域と静脈領域との両方に適した単一のX線発生周期を算出する。例えば、動脈領域に関するX線発生周期と静脈領域に関するX線発生周期との平均値、最小値、又は中間値が、動脈領域と静脈領域との両方に適した単一のX線発生周期として適用される。そしてスキャン制御部43は、算出された単一のX線発生周期に従ってX線管13からX線が発生されるように高電圧発生部25を制御する。
Specifically, in step S6 of FIG. 5, the CT value change
かくして変形例1に係るX線コンピュータ断層撮影装置1は、被曝量の低減を実現することが可能となる。 Thus, the X-ray computed tomography apparatus 1 according to the first modification can achieve a reduction in exposure dose.
[変形例2]
本実施形態においては、本スキャン中、1CTスキャン毎にX線発生周期が算出されるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。変形例2に係るX線コンピュータ断層撮影装置は、所定期間においては、X線発生周期を算出せず、連続スキャンを実行する。以下、変形例2に係るX線コンピュータ断層撮影装置について説明する。なお以下の説明において、本実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
[Modification 2]
In the present embodiment, the X-ray generation cycle is calculated every 1 CT scan during the main scan. However, this embodiment is not limited to this. The X-ray computed tomography apparatus according to
変形例2においてシステム制御部51は、本スキャンの開始時から連続スキャンを行う。そして、システム制御部51は、本スキャンの開始時からの経過時間を計測し、経過時間が予め定められた閾値時間だけ経過したか否かを繰り返し判定する。そしてシステム制御部51は、経過時間が閾値時間に到達したことを契機として、X線発生周期をCT値変化率に応じて変更させる。すなわち、経過時間が閾値時間に到達する前は、スキャン制御部43により連続スキャンが行われる。連続スキャンにおいては、X線発生周期がX線継続時間に設定される。すなわち、X線停止時間が0に設定される。経過時間が閾値時間に到達した後は、本実施形態と同様に、CT値変化率算出部によりCT値変化率が算出され、X線発生周期算出部41によりX線発生周期が算出され、スキャン制御部43によりX線発生周期に従ってCTスキャンが行われる。
In the second modification, the
閾値時間は、例えば、造影剤の流れが速い時間帯に連続スキャンが行われるように経験的に定められた値に設定されるとよい。なお、閾値時間は、ユーザにより操作部47を介して任意の値に設定可能である。 For example, the threshold time may be set to a value empirically determined so that continuous scanning is performed in a time zone in which the flow of contrast medium is fast. The threshold time can be set to an arbitrary value by the user via the operation unit 47.
かくして変形例2に係るX線コンピュータ断層撮影装置1は、被曝量の低減を実現することが可能となる。
Thus, the X-ray computed tomography apparatus 1 according to
[変形例3]
本実施形態においては、関心領域内のCT値が第3の閾値よりも小さい場合、本スキャンが終了されるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。変形例3においては、関心領域内のCT値変化率が第4の閾値に到達した場合、本スキャンを終了する。以下、変形例3に係るX線コンピュータ断層撮影装置1について説明する。なお以下の説明において、本実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
[Modification 3]
In the present embodiment, the main scan is terminated when the CT value in the region of interest is smaller than the third threshold value. However, this embodiment is not limited to this. In
上述のように、CT値変化率が小さい場合、高い時間分解能が要求されない。従って、CT値変化率が小さい場合、本スキャンを停止したい場合もある。このような臨床的ニーズに応じて、変形例3に係るモニタリング部37は、造影スキャン中、CT値変化率算出部39により算出されたCT値変化率をモニタリングする。そして、モニタリング部37は、CT値変化率が、本スキャン終了のための第4の閾値に到達したか否かを判定する。第4の閾値は、ユーザにより操作部47を介して任意の値に設定される。第4の閾値は、例えば、0近傍に設定される。CT値変化率が第4の閾値に到達しない場合、スキャン制御部43は、本スキャンを継続し、CT値変化率が第4の閾値に到達した場合、スキャン制御部43は、本スキャンを終了する。
As described above, when the CT value change rate is small, high time resolution is not required. Therefore, when the CT value change rate is small, it may be desired to stop the main scan. In accordance with such clinical needs, the
なお、図4に示すように、CT値のピーク時において瞬間的にCT値変化率が0になる。しかし、CT値のピーク時に本スキャンが終了するのは望ましくない。従って、モニタリング部37は、CT値がピークを向える前には、CT値変化率のモニタリングを行わず、CT値がピークを向えた後からCT値変化率のモニタリングを開始すると良い。これにより、変形例3に係るX線コンピュータ断層撮影装置1は、CT値がピークを向えた瞬間に本スキャンが終了することを防止しつつ、スキャン部位から造影剤が十分に流出したタイミングで本スキャンを終了させることができる。
As shown in FIG. 4, the CT value change rate instantaneously becomes zero at the peak of the CT value. However, it is not desirable for the main scan to end at the peak of the CT value. Therefore, the
かくして変形例3に係るX線コンピュータ断層撮影装置1は、被曝量の低減を実現することが可能となる。
Thus, the X-ray computed tomography apparatus 1 according to
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…X線コンピュータ断層撮影装置、10…ガントリ、11…回転フレーム、13…X線管、15…X線検出器、17…回転駆動部、19…天板支持機構、21…天板、23…天板移動部、25…高電圧発生部、27…データ収集回路、30…コンソール、31…前処理部、33…再構成部、35…関心領域設定部、37…モニタリング部、39…CT値変化率算出部、41…X線発生周期算出部、43…スキャン制御部、45…表示部、47…操作部、49…記憶部、51…システム制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray computed tomography apparatus, 10 ... Gantry, 11 ... Rotating frame, 13 ... X-ray tube, 15 ... X-ray detector, 17 ... Rotation drive part, 19 ... Top plate support mechanism, 21 ... Top plate, 23 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Top plate moving part, 25 ... High voltage generation part, 27 ... Data collection circuit, 30 ... Console, 31 ... Pre-processing part, 33 ... Reconstruction part, 35 ... Region of interest setting part, 37 ... Monitoring part, 39 ... CT Value change rate calculation unit, 41 ... X-ray generation cycle calculation unit, 43 ... scan control unit, 45 ... display unit, 47 ... operation unit, 49 ... storage unit, 51 ... system control unit
Claims (12)
前記X線管からX線を発生するために前記X線管に印加される高電圧を発生する高電圧発生部と、
前記X線管から発生され被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、
前記X線管を回転軸回りに回転可能に支持する支持機構と、
前記X線検出器からの出力に基づいて第1のCT画像と第2のCT画像とを発生する発生部と、
前記第1のCT画像と前記第2のCT画像との間のCT値の時間変化率を算出する時間変化率算出部と、
前記時間変化率に応じて前記X線管からのX線の発生周期を決定する発生周期決定部と、
を具備するX線コンピュータ断層撮影装置。 An X-ray tube that generates X-rays;
A high voltage generator for generating a high voltage applied to the X-ray tube to generate X-rays from the X-ray tube;
An X-ray detector for detecting X-rays generated from the X-ray tube and transmitted through the subject;
A support mechanism for rotatably supporting the X-ray tube around a rotation axis;
A generating unit that occurs in the first CT image and the second CT image based on an output from the X-ray detector,
A time change rate calculating unit for calculating a time change rate of a CT value between the first CT image and the second CT image ;
A generation period determination unit which determines the generation period of the X-rays from the X-ray tube according to the time rate of change,
An X-ray computed tomography apparatus comprising:
前記時間変化率は、前記第1のCT画像と前記第2のCT画像との間の時間差に対するCT値変化の比率である、請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。 The second CT image is a CT image generated before the first CT image;
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the time change rate is a ratio of a CT value change with respect to a time difference between the first CT image and the second CT image.
前記CT画像上の単一の関心領域に限定して前記時間変化率を算出する、請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。 The time change rate calculation unit is set according to an instruction from a user or by image processing,
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the time change rate is calculated only for a single region of interest on the CT image.
前記CT画像上の複数の関心領域について複数の時間変化率をそれぞれ算出し、
前記発生周期決定部は、前記複数の時間変化率に応じて前記発生周期を決定する、
請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。 The time change rate calculation unit is set according to an instruction from a user or by image processing,
Calculating a plurality of time change rates for a plurality of regions of interest on the CT image,
The generation period determining unit determines the generation period according to the plurality of time change rates;
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1.
をさらに備える請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。 An operation unit for inputting an instruction for changing or setting the generation cycle to a user-desired numerical value,
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, further comprising:
前記制御部は、前記X線停止時間の算出後、前記算出されたX線停止時間だけ前記X線管からX線を発生させないように前記高電圧発生部を制御し、前記X線停止時間が経過されたことを契機として、前記発生周期に従って前記X線管からX線が発生されるように前記高電圧発生部を制御する、
請求項7記載のX線コンピュータ断層撮影装置。 The generation cycle determination unit calculates an X-ray stop time based on the generation cycle and the X-ray duration time,
After the calculation of the X-ray stop time, the control unit controls the high voltage generation unit so as not to generate X-rays from the X-ray tube for the calculated X-ray stop time, and the X-ray stop time Controlling the high voltage generation unit so that X-rays are generated from the X-ray tube according to the generation cycle, triggered by having passed.
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 7.
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