JP6132493B2 - X-ray CT apparatus, image display apparatus - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、X線CT装置及び画像表示装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an X-ray CT apparatus and an image display apparatus.
X線CT(Computed Tomography)装置は、X線を利用して被検体をスキャンし、収集されたデータをコンピュータにより処理することで、被検体の内部を画像化する装置である。 An X-ray CT (Computed Tomography) apparatus is an apparatus that scans a subject using X-rays and processes the collected data by a computer, thereby imaging the inside of the subject.
具体的には、X線CT装置は、被検体に対してX線を異なる方向から複数回曝射し、被検体を透過したX線をX線検出器にて検出して複数の検出データを収集する。収集された検出データはデータ収集部によりA/D変換された後、コンソール装置に送信される。コンソール装置は、当該検出データに前処理等を施し投影データを作成する。そして、コンソール装置は、投影データに基づく再構成処理を行い、CT画像データを作成する。 Specifically, the X-ray CT apparatus emits X-rays to a subject a plurality of times from different directions, detects X-rays transmitted through the subject with an X-ray detector, and generates a plurality of detection data. collect. The collected detection data is A / D converted by the data collection unit and then transmitted to the console device. The console device pre-processes the detection data and creates projection data. And a console apparatus performs the reconstruction process based on projection data, and produces CT image data.
ところで、心臓等の動きがある対象をX線CT装置でX線スキャンする場合、動きの影響により得られるCT画像がぶれる可能性(モーションアーチファクト等が生じる可能性)がある。この動きの影響を低減するために、たとえば、心電同期再構成という手法がある。心電同期再構成は、心臓等が動いている状態でX線スキャンを行い、且つX線スキャンと並行して心電計により心電波形データを取得する。そして、取得された検出データのうち、心電波形データにおいて動きの影響が少ないタイミングで取得された検出データを特定し、その検出データのみを再構成処理するという方法がある。X線CT装置は、このように、動きの影響が少ないタイミングで取得された検出データのみを再構成処理することによりCT画像データを作成する。すなわち、このCT画像データに基づくCT画像は、モーションアーチファクト等が低減された画像となる。 By the way, when an X-ray CT apparatus scans an object having a motion such as the heart, there is a possibility that a CT image obtained by the influence of the motion is blurred (motion artifacts may occur). In order to reduce the influence of this movement, for example, there is a technique called electrocardiographic synchronization reconstruction. In the ECG synchronization reconstruction, an X-ray scan is performed in a state where the heart or the like is moving, and ECG waveform data is acquired by an electrocardiograph in parallel with the X-ray scan. And there exists a method of specifying the detection data acquired at the timing with little influence of movement in the electrocardiogram waveform data among the acquired detection data, and reconstructing only the detection data. In this way, the X-ray CT apparatus creates CT image data by reconstructing only detection data acquired at a timing with little influence of motion. That is, a CT image based on this CT image data is an image in which motion artifacts and the like are reduced.
ここで、心電同期再構成により得られた検出データに基づくCT画像を観察する際、当該CT画像に対応する心電波形の画像を併せて確認したい場合がある。このためには、CT画像と心電波形の画像とが関連付けられている必要がある。 Here, when observing a CT image based on detection data obtained by electrocardiographic synchronization reconstruction, it may be desired to confirm an electrocardiographic waveform image corresponding to the CT image. For this purpose, the CT image and the electrocardiographic waveform image need to be associated with each other.
実施形態は、前述の問題点を解決するためになされたものであり、CT画像(CT画像データ)と対応する心電波形の画像(心電波形画像データ)とを容易に関連付けることが可能なX線CT装置及び画像表示装置を提供することを目的とする。 The embodiment has been made to solve the above-described problems, and can easily associate a CT image (CT image data) with a corresponding electrocardiographic waveform image (electrocardiographic waveform image data). An object is to provide an X-ray CT apparatus and an image display apparatus.
実施形態のX線CT装置は、被検体に対するX線スキャンを行い、検出データを取得する。X線CT装置は、設定部と、特定部と、再構成処理部と、制御部とを有する。設定部は、X線スキャンと並行して得られた被検体の心電波形データに対して、所望の範囲を設定する。特定部は、検出データのうち、所望の範囲に含まれるタイミングで取得された検出データを特定する。再構成処理部は、特定された検出データに基づく投影データを心電同期再構成処理し、CT画像データを作成する。制御部は、心電同期再構成処理を開始させる信号をトリガとして、所望の範囲が設定された心電波形データに基づく心電波形画像データと特定された検出データに基づくCT画像データとを関連付けて記憶させる。
The X-ray CT apparatus of the embodiment performs X-ray scanning on a subject and acquires detection data. The X-ray CT apparatus includes a setting unit, a specifying unit, a reconstruction processing unit, and a control unit. The setting unit sets a desired range for the electrocardiographic waveform data of the subject obtained in parallel with the X-ray scan. The specifying unit specifies detection data acquired at a timing included in a desired range from the detection data. The reconstruction processing unit performs ECG-synchronized reconstruction processing on the projection data based on the identified detection data, and creates CT image data. The controller associates the electrocardiographic waveform image data based on the electrocardiographic waveform data in which a desired range is set with the CT image data based on the specified detection data, using a signal for starting the electrocardiographic synchronization reconstruction process as a trigger. To remember.
(実施形態)
図1から図5を参照して、実施形態に係るX線CT装置1の構成について説明する。
(Embodiment)
The configuration of the X-ray CT apparatus 1 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
<装置構成>
図1に示すように、X線CT装置1は、架台装置10と、寝台装置30と、コンソール装置40とを含んで構成されている。また、X線CT装置1とは別に心電計50が設けられている。
<Device configuration>
As shown in FIG. 1, the X-ray CT apparatus 1 includes a
[架台装置]
架台装置10は、被検体Eに対してX線を曝射し、被検体Eを透過した当該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。
[Mounting device]
The
X線発生部11は、X線を発生させるX線管球(たとえば、円錐状や角錐状のビームを発生する真空管。図示なし)を含んで構成されている。発生したX線は被検体Eに対して曝射される。すなわち、X線発生部11は、被検体Eに対してX線を曝射する。
The
X線検出部12は、複数のX線検出素子(図示なし)を含んで構成されている。X線検出部12は、被検体Eを透過したX線の強度分布を示すX線強度分布データ(以下、「検出データ」という場合がある)をX線検出素子で検出し、その検出データを電流信号として出力する。すなわち、X線検出部12は、被検体Eを透過したX線を検出し、検出データを出力する。X線検出部12は、たとえば、検出素子が互いに直交する2方向(スライス方向とチャンネル方向)にそれぞれ複数配置された2次元のX線検出器(面検出器)が用いられる。複数のX線検出素子は、たとえば、スライス方向に沿って320列設けられている。このように多列のX線検出器を用いることにより、1回転のスキャンでスライス方向に幅を有する3次元の撮影領域を撮影することができる(ボリュームスキャン)。なお、スライス方向は被検体Eの体軸方向に相当し、チャンネル方向はX線発生部11の回転方向に相当する。
The
回転体13は、X線発生部11とX線検出部12とを被検体Eを挟んで対向するよう支持する部材である。回転体13は、スライス方向に貫通した開口部13aを有する。架台装置10内において、回転体13は、被検体Eを中心とした円軌道で回転するよう配置されている。
The rotating
高電圧発生部14は、X線発生部11に対して高電圧を印加する。X線発生部11は、当該高電圧に基づいてX線を発生させる。架台駆動部15は、回転体13を回転駆動させる。X線絞り部16は、所定幅のスリット(開口)を有し、スリットの幅を変えることで、X線発生部11から曝射されたX線のファン角(チャンネル方向の広がり角)とX線のコーン角(スライス方向の広がり角)とを調整する。絞り駆動部17は、X線発生部11で発生したX線が所定の形状となるようX線絞り部16を駆動させる。
The
データ収集部18(DAS:Data Acquisition System)は、X線検出部12(各X線検出素子)からの検出データを収集する。また、データ収集部18は、収集した検出データ(電流信号)を電圧信号に変換し、この電圧信号を周期的に積分して増幅し、デジタル信号に変換する。そして、データ収集部18は、デジタル信号に変換された検出データをコンソール装置40(画像処理部44(後述))に送信する。
A data collection unit 18 (DAS: Data Acquisition System) collects detection data from the X-ray detection unit 12 (each X-ray detection element). The
[寝台装置]
寝台装置30は、撮影対象の被検体Eを載置・移動させる装置である。寝台装置30は、寝台31と寝台駆動部32とを備えている。寝台31は、被検体Eを載置するための寝台天板33と、寝台天板33を支持する基台34とを備えている。寝台天板33は、寝台駆動部32によって被検体Eの体軸方向及び体軸方向に直交する方向に移動することが可能となっている。すなわち、寝台駆動部32は、被検体Eが載置された寝台天板33を、回転体13の開口部13aに対して挿抜させることができる。基台34は、寝台駆動部32によって寝台天板33を上下方向(被検体Eの体軸方向と直交する方向)に移動させることが可能となっている。
[Bed equipment]
The
[コンソール装置]
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によって収集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)を再構成する機能等を有している。コンソール装置40は、スキャン制御部41と、設定部42と、特定部43と、画像処理部44と、制御部45と、表示制御部46と、入力部47と、記憶部48と、表示部49とを含んで構成されている。
[Console device]
The
スキャン制御部41は、X線スキャンに関する各種動作を制御する。たとえば、スキャン制御部41は、回転体13を回転駆動させるよう架台駆動部15を制御する。スキャン制御部41は、X線絞り部16を動作させるよう絞り駆動部17を制御する。スキャン制御部41は、寝台31を移動させるよう寝台駆動部32を制御する。
The
なお、本実施形態では、X線CT装置1によるX線スキャンと並行して心電計50により被検体Eの心電波形データが取得される。つまり、X線スキャンの時間軸と心電波形データの時間軸は同期されている。X線スキャンにより取得された検出データと心電波形データとは同一時間軸で関連付けられ、記憶部48等に記憶される。
In the present embodiment, the electrocardiographic waveform data of the subject E is acquired by the
設定部42は、X線スキャンと並行して得られた被検体Eの心電波形データに対して、所望の範囲Rを設定する。
The setting
心電波形データは、心臓の電気的な活動の様子を示すデータである。図2は、被検体Eの心電波形データをグラフGとして示した模式図である。図2の縦軸は電圧、横軸は時間(t)を示す。グラフGを参照することで、術者は、被検体Eの心臓の動きに伴い、R波rk(k=1〜n)が一定間隔で検出されていることを確認できる(図2では、R波r1〜r3のみを示している)。また、術者は、R波r2とR波r3との間に不整脈を示す波Arが検出されていることを確認できる。 The electrocardiographic waveform data is data indicating the state of electrical activity of the heart. FIG. 2 is a schematic diagram showing electrocardiographic waveform data of the subject E as a graph G. In FIG. 2, the vertical axis represents voltage, and the horizontal axis represents time (t). By referring to the graph G, the surgeon can confirm that the R waves r k (k = 1 to n) are detected at regular intervals with the movement of the heart of the subject E (in FIG. 2, Only the R waves r 1 to r 3 are shown). Further, the surgeon can confirm that a wave Ar indicating an arrhythmia is detected between the R wave r 2 and the R wave r 3 .
所望の範囲Rは、心電波形データの時相(以下、「タイミング」という場合がある)に対応する範囲であり、CT画像(CT画像データ)の作成に用いる検出データを特定するための範囲である。所望の範囲Rは、たとえば、心臓等の動きの影響が少ないタイミングを示す範囲である。本実施形態におけるX線CT装置1は、所望の範囲Rに含まれるタイミングで取得された検出データに基づいて動きの影響が少ないCT画像を作成することができる(詳細は後述)。 The desired range R is a range corresponding to the time phase of the electrocardiogram waveform data (hereinafter sometimes referred to as “timing”), and is a range for specifying detection data used for creating a CT image (CT image data). It is. The desired range R is a range indicating a timing at which the influence of movement of the heart or the like is small. The X-ray CT apparatus 1 according to the present embodiment can create a CT image with less influence of motion based on detection data acquired at a timing included in a desired range R (details will be described later).
所望の範囲Rの設定は、手動で行うことができる。この場合、表示制御部46は、表示部49に図2に示す心電波形データを示すグラフGを表示させる。術者は、入力部47等を介してグラフGにおける任意の領域(所望の範囲Rに対応する領域)を指定する。図2では、不整脈の影響が無い領域(R波r1とR波r2の間の一部領域)を指定した例を示す。設定部42は、心電波形データに対して、入力部47等により指定された任意の領域を所望の範囲Rとして設定する。入力部47による任意の領域の指定は、たとえば、マーカ等により、直接、グラフGに対して書き込むことが可能である。或いは、予めR波間を複数の領域(たとえば、1〜100)に分割しておき、その領域に対応する数値(たとえば、50〜90)を入力部47によって入力することで任意の領域を指定してもよい。
The desired range R can be set manually. In this case, the
所望の範囲Rの設定は、自動で行うこともできる。たとえば、心臓の動きに異常がある場合、R波間の間隔が変動する場合がある。心臓の動きに異常がある状態で得られる検出データに基づくCT画像は、モーションアーチファクトの影響が大きくなる可能性が高い。従って、X線CT装置1に、予め一般的なR波間の間隔Sを年齢別、体型別等に分類してエキスパートプランの一部として登録しておく。設定部42は、登録された間隔Sと、取得された心電波形データにおける隣り合うR波の間隔S´(R波rk−1とR波rkとの間隔)とを比較する。間隔Sと間隔S´とがほぼ同等の場合、心臓の動きは正常である可能性が高い。この場合、設定部42は、間隔S´における領域を所望の範囲Rとして設定する。なお、エキスパートプランは、X線スキャンを行うためのスキャン条件等、X線CT装置1における一連の動作における各種条件を含む検査計画である。X線CT装置1は、予め設定されたエキスパートプランに基づいてX線スキャンや再構成処理を実行し、CT画像を作成する。
The desired range R can also be set automatically. For example, when there is an abnormality in the motion of the heart, the interval between R waves may vary. A CT image based on detection data obtained in a state where there is an abnormality in the motion of the heart is highly likely to be affected by motion artifacts. Therefore, general intervals S between R waves are classified in advance in the X-ray CT apparatus 1 by age, body type, etc., and registered as a part of the expert plan. Setting
間隔S´における所望の範囲Rの割合は、任意に設定することができる。たとえば、エキスパートプランに所望の範囲Rとして設定すべき範囲を予め記憶しておく。そして、設定部42は、間隔Sと間隔S´とが同等であると判断した場合、心電波形データに対して記憶された設定すべき範囲を適用することで所望の範囲Rを設定してもよい。たとえば、設定すべき範囲として「R波rk−1〜R波rk間のうち、R波rkから75%に対応する領域」がエキスパートプランに記憶されているとする。この場合、設定部42は、間隔S´における領域のうち、R波rkから75%に対応する領域を所望の範囲Rとして設定する。
The ratio of the desired range R in the interval S ′ can be arbitrarily set. For example, a range to be set as a desired range R in the expert plan is stored in advance. When the
なお、設定部42は、所望の範囲Rの設定と同様の手法により、不整脈の影響がある領域に対して除外範囲R´を設定してもよい(図2参照)。除外範囲R´が設定された心電波形画像を観察することにより、術者は、除外範囲R´に含まれるタイミングで取得された検出データがCT画像データの作成に使用されていないことを確認できる(詳細は後述)。なお、所望の範囲Rと除外範囲R´とは、心電波形画像H(後述)として表示した際に識別可能となっていることが望ましい。この場合、設定部42は、所望の範囲Rを示すマーカ及び除外範囲R´を示すマーカの形態や色が異なるよう設定を行う。
Note that the setting
特定部43は、X線スキャンにより得られた検出データのうち、所望の範囲Rに含まれるタイミングで取得された検出データを特定する。
The specifying
図3は、心電波形データと検出データとの対応関係を示す模式図である(上段が心電波形データ、下段が検出データを示す。横軸は時間(t)を示す)。上述の通り、X線スキャンの時間軸と心電波形データの時間軸は同期されている。従って、心電波形データにおいて所望の範囲Rが設定された場合、特定部43は、所望の範囲Rに含まれる時刻(タイミング)で取得された検出データDを特定することができる。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the correspondence between the electrocardiogram waveform data and the detection data (the upper part shows the electrocardiogram waveform data, the lower part shows the detection data, and the horizontal axis shows time (t)). As described above, the time axis of the X-ray scan and the time axis of the electrocardiogram waveform data are synchronized. Therefore, when the desired range R is set in the electrocardiogram waveform data, the specifying
画像処理部44は、架台装置10(データ収集部18)から送信された検出データに対して各種処理を実行する。本実施形態において、画像処理部44は、特定部43により特定された検出データDに対して各種処理を実行する。画像処理部44は、前処理部44aと、再構成処理部44bと、レンダリング処理部44cとを含んで構成されている。
The image processing unit 44 performs various processes on the detection data transmitted from the gantry device 10 (data collection unit 18). In the present embodiment, the image processing unit 44 performs various processes on the detection data D specified by the specifying
前処理部44aは、架台装置10(X線検出部12)で検出された検出データに対して対数変換処理、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の前処理を行い、投影データを作成する。
The
再構成処理部44bは、前処理部44aで作成された投影データに基づいて、CT画像データ(2次元の断層画像データや3次元のボリュームデータ)を作成する。断層画像データの再構成には、たとえば、2次元フーリエ変換法、コンボリューション・バックプロジェクション法等、任意の方法を採用することができる。ボリュームデータは、再構成された複数の断層画像データを補間処理することにより作成される。ボリュームデータの再構成には、たとえば、コーンビーム再構成法、マルチスライス再構成法、拡大再構成法等、任意の方法を採用することができる。上述のように多列のX線検出器を用いたボリュームスキャンにより、広範囲のボリュームデータを再構成することができる。
The reconstruction processing unit 44b creates CT image data (two-dimensional tomographic image data and three-dimensional volume data) based on the projection data created by the
レンダリング処理部44cは、再構成処理部44bで作成されたボリュームデータに対するレンダリング処理を行う。たとえば、レンダリング処理部44cは、再構成処理部44bで作成されたボリュームデータを任意の方向にレンダリングすることによりMPR表示する。すなわち、レンダリング処理部44cは、MPR画像(MPR画像データ)を作成する。
The
制御部45は、架台装置10、寝台装置30およびコンソール装置40の動作を制御することによって、X線CT装置1の全体制御を行う。たとえば、制御部45は、画像処理部44を制御することで、検出データに対する各種処理(前処理、再構成処理、MPR処理等)を行わせる。或いは、制御部45は、画像表示に関する各種制御を行う。たとえば、制御部45は、記憶部48に記憶された画像データ等に基づき、CT画像を表示部49に表示させる。
The
また、本実施形態における制御部45は、再構成処理を開始させる信号に基づいて、所望の範囲Rが指定された心電波形データに基づく心電波形画像データと特定された検出データDに基づくCT画像データとを関連付けて、記憶部48等に記憶させる。
In addition, the
再構成処理を開始させる信号とは、たとえば、入力部47等を介して術者が再構成処理を開始する指示入力を行った場合、当該指示入力に基づいて制御部45が再構成処理部44bに再構成処理を実行させる指示信号である。或いは、エキスパートプランに基づいて再構成処理を自動的に開始する場合、再構成処理を開始させる信号は、制御部45がエキスパートプランに基づいて再構成処理部44bに再構成処理を実行させる指示信号である。
For example, when a surgeon inputs an instruction to start the reconstruction process via the
制御部45は、再構成処理を開始させる信号に基づいて、設定部42で所望の範囲Rが設定された心電波形データを心電波形画像データとして取得する。具体的には、制御部45は、所望の範囲Rが設定された心電波形データを画像としてキャプチャし、心電波形画像データとして取得する。すなわち、本実施形態における心電波形画像データとは、心電波形データと所望の範囲Rを示す情報とが含まれる一体のイメージデータである。なお、心電波形画像データには、除外範囲R´を示す情報が含まれていてもよい。
Based on the signal for starting the reconstruction process, the
制御部45は取得した心電波形画像データと、特定部43で特定された検出データに基づき、画像処理部44(前処理部44a及び再構成処理部44b)で作成されたCT画像データとを関連付けて記憶部48に記憶させる。なお、CT画像データは、再構成処理を開始させる信号に基づいて作成される。本実施形態では、複数のCT画像データに対して、所望の範囲Rが設定された心電波形データ全体を示す一の画像データを心電波形画像データとして記憶させる。
The
このように、制御部45は、再構成処理を開始させる信号(再構成処理要求)をトリガとして、心電波形画像データとその心電波形に基づいて特定された検出データによるCT画像データとの関連付けを自動的に実行する。従って、術者が都度、関連付けの指示を行う必要がないため、X線CT装置1における操作が簡便となる。なお、心電波形画像データ及びCT画像データは被検体の患者IDとも関連付けられている。よって、患者IDを入力することにより、X線CT装置1(制御部45)は、対応する心電波形画像データ及びCT画像データを読み出すことができる。
As described above, the
表示制御部46は、画像表示に関する各種制御を行う。たとえば、再構成処理部44bで作成されたCT画像データに基づくCT画像を表示部49に表示させる制御を行う。また、表示制御部46は、表示部49の一画面(表示画面)を一ページとし、且つ一ページに複数の表示エリアを設けて、各表示エリアに異なった情報や画像を表示させることができる。以下に説明するビューページVPは、その一例である。
The
ビューページVPは、再構成処理されたCT画像データに基づくCT画像を観察・処理する画面である。ビューページVPでは、一のボリュームデータを構成する複数の断層画像データに基づくCT画像を並列表示させることができる。また、表示されたCT画像上で任意の断面を指定することも可能である。この場合、レンダリング処理部44cは、指定された断面に対応するMPR画像を作成する。表示制御部46は、作成されたMPR画像を表示部49(ビューページVP)に表示させる。
The view page VP is a screen for observing and processing a CT image based on the reconstructed CT image data. In the view page VP, CT images based on a plurality of tomographic image data constituting one volume data can be displayed in parallel. It is also possible to designate an arbitrary cross section on the displayed CT image. In this case, the
本実施形態において、表示制御部46は、記憶された心電波形画像データに基づく心電波形画像及び記憶されたCT画像データに基づくCT画像を表示部49に併せて表示させる。たとえば、図4A及び図4Bは、ビューページVPの一例を示す画面である。ビューページVPは、表示エリアP1及びP2を有する。なお、図4A及び図4Bに示すビューページVPでは、本実施形態を説明するために必要な一部の表示エリアのみを示している。
In the present embodiment, the
たとえば、被検体Eの患者IDが入力されると、制御部45は、当該患者IDに対応する所望の範囲Rが設定された心電波形画像データ及び特定された検出データによるCT画像データを読み出す。表示制御部46は、ビューページVPの表示エリアP1に読みだされたCT画像データに基づくCT画像(断層画像)Ik(k=1〜n)及び読みだされた心電波形画像データに基づく心電波形画像Hを並べて表示させる(図4A参照)。このように、一画面でCT画像Ikと関連する心電波形画像Hとを表示させることにより、術者は表示されているCT画像がどのような心電波形に基づいて作成されたものかを容易に理解できる。たとえば、図4Aにおける心電波形画像Hを見た術者は、所定の範囲Rの表示により、CT画像IkがR波r1とR波r2の間におけるタイミングで取得された検出データに基づいて作成されたものであることを確認できる。一方、図4Aにおける心電波形画像Hをみた術者は、除外範囲R´の表示により、CT画像IkはR波r2とR波r3との間におけるタイミングで取得された検出データを使用していないことを確認できる。
For example, when the patient ID of the subject E is input, the
なお、表示された心電波形画像HまたはCT画像Ikが入力部47等により選択された場合、表示制御部46は、選択された画像を拡大表示させることも可能である。たとえば、心電波形画像Hが選択された場合、表示制御部46は、ビューページVPの表示エリアP2に心電波形画像Hを拡大表示させることが可能である(図4B参照)。画像を拡大表示することで、CT画像に対するMPR断面の指定等や、心電波形の詳細の確認が容易に可能となる。
When the displayed electrocardiographic waveform image H or CT image Ik is selected by the
入力部47は、コンソール装置40に対する各種操作を行う入力デバイスとして用いられる。入力部47は、たとえばキーボード、マウス、トラックボール、ジョイスティック等により構成される。また、入力部47として、表示部49に表示されたGUI(Graphical User Interface)を用いることも可能である。
The
記憶部48は、RAMやROM等の半導体記憶装置によって構成される。記憶部48は、検出データや投影データ、或いは再構成処理後のCT画像データ等を記憶する。また、本実施形態では、記憶部48は、上述の通り、CT画像データと心電波形画像データとを関連付けて記憶する。
The
表示部49は、LCD(Liquid Crystal Display)やCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ等の任意の表示デバイスによって構成される。たとえば、表示部49には、再構成処理されたCT画像が表示される。
The
なお、スキャン制御部41、設定部42、特定部43、画像処理部44、制御部45及び表示制御部46は、たとえば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphic Processing Unit)、又はASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの図示しない処理装置と、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)や、又はHDD(Hard Disc Drive)などの図示しない記憶装置とによって構成されている。記憶装置には、各部の機能を実行するための制御プログラムが記憶されている。CPUなどの処理装置が、記憶装置に記憶されている各プログラムを実行することで各部の機能を実行する。
The
[心電計]
心電計50は、被検体Eに接続され、被検体Eの心拍により生じる微弱な電気信号を検出する。心電計50は、検出された電気信号の時間変化を心電波形データとして出力する。
[Electrocardiograph]
The
<動作>
次に、図5を参照して、本実施形態に係るX線CT装置1の動作について説明する。ここでは、X線CT装置1が、あるエキスパートプランに基づく心電同期再構成処理を実行する例について述べる。
<Operation>
Next, the operation of the X-ray CT apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, an example will be described in which the X-ray CT apparatus 1 executes an electrocardiogram synchronization reconstruction process based on a certain expert plan.
X線スキャンを開始するに当たり、術者により被検体Eに適したエキスパートプランが選択される(S10)。エキスパートプランには、スキャン条件や再構成処理条件と併せて、心電波形データにおける所望の範囲Rを設定する条件が定められている。 When starting the X-ray scan, the operator selects an expert plan suitable for the subject E (S10). In the expert plan, conditions for setting a desired range R in the electrocardiographic waveform data are determined together with the scanning conditions and the reconstruction processing conditions.
X線CT装置1は、S10で選択されたエキスパートプランに基づいて被検体Eに対してX線スキャンを開始する(S11)。また、心電計50は、S11におけるX線スキャンと並行して心電波形データを取得する(S12)。
The X-ray CT apparatus 1 starts an X-ray scan for the subject E based on the expert plan selected in S10 (S11). The
設定部42は、S10で選択されたエキスパートプランに基づいて、S12で得られた心電波形データに対して所望の範囲Rを設定する(S13)。
The setting
特定部43は、S13で設定された所定の範囲Rに含まれるタイミングで取得された検出データDを特定する(S14)。
The specifying
再構成処理部44bは、S10で選択されたエキスパートプランに基づいて、S14で特定された検出データDに基づく投影データを再構成処理し、CT画像データを作成する(S15)。 The reconstruction processing unit 44b reconstructs the projection data based on the detection data D identified in S14 based on the expert plan selected in S10, and creates CT image data (S15).
制御部45は、S15における再構成処理を開始させる信号に基づいて、S13で所望の範囲Rが設定された心電波形データに基づく心電波形画像データと、S15で作成されたCT画像データとを関連付けて記憶部48に記憶させる(S16)。
Based on the signal for starting reconstruction processing in S15, the
X線スキャンの終了後、術者からの指示入力に基づき、表示制御部46は、表示部49にビューページVPを表示させる。術者が被検体Eの患者ID等を入力すると、表示制御部46は、入力された患者IDに対応するCT画像データ及び心電波形画像データを記憶部48から読み出す。そして、表示制御部46は、読み出されたCT画像データに基づくCT画像Ik及び心電波形画像データに基づく心電波形画像Hを表示部49に並べて表示させる(S17。図4A参照)。
After the X-ray scan is completed, the
なお、本実施形態では、X線CT装置1の構成について説明を行ったが、本実施形態における作用を果たす構成は、X線CT装置1に限られない。たとえば、X線CT装置1で取得された検出データや心電計50で取得された心電波形データ等をX線CT装置1とは異なる装置(たとえば、画像ビューワ等の画像表示装置)に送信し、その装置内で同様の処理を行うことによって、実施形態と同様の機能を実現することができる。この場合、画像表示装置内には、少なくとも設定部42、特定部43、再構成処理部44b、制御部45、表示制御部46及び表示部49が設けられていることが望ましい。なお、画像表示装置に設けられる制御部45は、少なくとも再構成処理を開始させる信号に基づいて、所望の範囲Rが設定された心電波形データに基づく心電波形画像データと特定された検出データに基づくCT画像データとを関連付けて記憶させる機能を有していればよい。また、記憶部48は、画像表示装置内にあってもよいし、X線CT装置1内にあってもよい。或いは、外部のサーバ等を記憶部48として機能させてもよい。
In the present embodiment, the configuration of the X-ray CT apparatus 1 has been described. However, the configuration that achieves the action in the present embodiment is not limited to the X-ray CT apparatus 1. For example, the detection data acquired by the X-ray CT apparatus 1, the electrocardiographic waveform data acquired by the
<作用・効果>
本実施形態の作用及び効果について説明する。
<Action and effect>
The operation and effect of this embodiment will be described.
本実施形態のX線CT装置1は、被検体Eに対するX線スキャンを行い、検出データを取得する。X線CT装置1は、設定部42と、特定部43と、再構成処理部44bと、制御部45とを有する。設定部42は、X線スキャンと並行して得られた被検体Eの心電波形データに対して、所望の範囲Rを設定する。特定部43は、検出データのうち、所望の範囲Rに含まれるタイミングで取得された検出データを特定する。再構成処理部44bは、特定された検出データに基づく投影データを再構成処理し、CT画像データを作成する。制御部45は、再構成処理を開始させる信号に基づいて、所望の範囲Rが設定された心電波形データに基づく心電波形画像データと特定された検出データに基づくCT画像データとを関連付けて記憶させる。
The X-ray CT apparatus 1 of the present embodiment performs an X-ray scan on the subject E and acquires detection data. The X-ray CT apparatus 1 includes a
このように、制御部45は、再構成処理を開始させる信号に基づいて、心電波形画像データとCT画像データとを自動的に記憶させる。よって、術者が都度、関連付けの指示を行わなくとも、心電波形画像データとCT画像データとを関連付けて保存することができる。すなわち、本実施形態におけるX線CT装置1によれば、CT画像データ(CT画像)と対応する心電波形データ(心電波形の画像)とを容易に関連付けることができる。従って、X線CT装置1における操作が簡便となる。
As described above, the
また、本実施形態のX線CT装置1は、表示制御部46を有する。表示制御部46は、記憶された心電波形画像データに基づく心電波形画像及び記憶されたCT画像データに基づくCT画像を表示部49に併せて表示させる。
In addition, the X-ray CT apparatus 1 of the present embodiment has a
このように、表示制御部46は、表示部49に心電波形画像HとCT画像Ikとを併せて表示させる。よって、たとえば、不整脈が検出された範囲を除いた領域が所望の範囲Rとして示された心電波形画像をCT画像と併せて観察することにより、術者は、表示されたCT画像が不整脈の影響の無い検出データに基づく画像であることを確認することができる。すなわち、本実施形態におけるX線CT装置1によれば、CT画像及び対応する心電波形画像を併せて確認することが可能となる。
In this way, the
また、本実施形態の構成を画像表示装置に応用することも可能である。そのような画像表示装置は、設定部42と、特定部43と、再構成処理部44bと、制御部45と、表示制御部46と、表示部49とを有する。設定部42は、被検体Eに対するX線スキャンと並行して得られた被検体Eの心電波形データに対して、所望の範囲Rを設定する。特定部43は、X線スキャンにより取得された検出データのうち、所望の範囲Rに含まれるタイミングで取得された検出データを特定する。再構成処理部44bは、特定された検出データに基づく投影データを再構成処理し、CT画像データを作成する。制御部45は、再構成処理を開始させる信号に基づいて、所望の範囲Rが設定された心電波形データに基づく心電波形画像データと特定された検出データに基づくCT画像データとを関連付けて記憶させる。表示制御部46は、記憶された心電波形画像データに基づく心電波形画像H及び記憶されたCT画像データに基づくCT画像Ikを表示部49に併せて表示させる。
Further, the configuration of the present embodiment can be applied to an image display apparatus. Such an image display device includes a
このように、X線CT装置1の外部装置においても、制御部45は、再構成処理を開始させる信号に基づいて、心電波形画像データとCT画像データとを自動的に記憶させる。よって、術者が都度、関連付けの指示を行わなくとも、心電波形画像データとCT画像データとを関連付けて保存することができる。すなわち、本実施形態における画像表示装置によれば、CT画像データ(CT画像)と対応する心電波形データ(心電波形の画像)とを容易に関連付けることができる。従って、X線CT装置1における操作が簡便となる。更に、本実施形態における画像表示装置によれば、CT画像及び対応する心電波形画像を併せて確認することが可能となる。
Thus, also in the external device of the X-ray CT apparatus 1, the
(変形例1)
たとえば、X線スキャンに伴って得られる心電波形データにおいて、複数の所望の範囲Rk(k=1〜n)を設定する場合がある(図6参照)。図6は、所望の範囲R1及びR2の2つを設定した例を示す。
(Modification 1)
For example, a plurality of desired ranges R k (k = 1 to n) may be set in the electrocardiographic waveform data obtained along with the X-ray scan (see FIG. 6). FIG. 6 shows an example in which two desired ranges R 1 and R 2 are set.
この場合、X線CT装置1は、所望の範囲Rkそれぞれに含まれるタイミングで取得された検出データDk(k=1〜n)に基づいてCT画像データを作成し、対応する心電波形画像データと関連付けることが可能である。 In this case, the X-ray CT apparatus 1 creates CT image data based on the detection data D k (k = 1 to n) acquired at the timing included in each desired range R k and the corresponding electrocardiogram waveform. It can be associated with image data.
具体的には、制御部45は、所望の範囲Rkそれぞれに含まれるタイミングで取得された検出データDkに基づくCT画像データに対し、心電波形画像データとして、所望の範囲Rkが複数設定された心電波形データのうち、CT画像データの元になった検出データDkが取得されたタイミングに相当する所望の範囲Rkを示す心電波形データのみを関連付けて記憶させる。
More specifically, the
たとえば、入力部47からの指示入力に基づき、設定部42が心電波形データに対して所望の範囲R1及びR2を設定したとする。
For example, it is assumed that the setting
このとき、制御部45は、所望の範囲R1に含まれるタイミングで取得された検出データD1に基づくCT画像データに対し、所望の範囲R1を含む心電波形データ(たとえば、R波r1〜R波r2までの領域)を心電波形画像データとして関連付ける。
At this time, the
また、制御部45は、所望の範囲R2に含まれるタイミングで取得された検出データD2に基づくCT画像データに対し、所望の範囲R2を含む心電波形データ(たとえば、R波r2〜R波r3までの領域)を心電波形画像データとして関連付ける。
The
そして、表示制御部46は、所望の範囲R1を含む心電波形画像データに基づく心電波形画像H1及び検出データD1に基づくCT画像Ikを表示させ、且つ所望の範囲R2を含む心電波形画像データに基づく心電波形画像H2及び検出データD2に基づくCT画像Ik´を表示させる(図7参照)。図7に示すビューページVPにおいては、表示制御部46は、表示エリアP2に心電波形画像H1を拡大して表示している。
Then, the
なお、本変形例において、表示制御部46は、所望の範囲R1を含むR波r1−R波r2間の心電波形画像データに基づく心電波形画像H1及び所望の範囲R2を含むR波r2−R波r3間の心電波形画像データに基づく心電波形画像H2を表示させている。しかし、表示される心電波形画像はこれに限られない。すなわち、心電波形画像H1(心電波形画像H2)は、少なくとも関連付けて記憶される検出データD1に基づくCT画像データ(検出データD2に基づくCT画像データ)に対応する所望の範囲R1(所望の範囲R2)が示されていればよい。
In this modification, the
たとえば、制御部45は、検出データD1に基づくCT画像データに対し、所望の範囲R1を含むR波r1〜R波r3までの心電波形データを心電波形画像データとして関連付ける。一方、制御部45は、検出データD2に基づくCT画像データに対し、所望の範囲R2を含むR波r1〜r3までの心電波形データを心電波形画像データとして関連付ける。この場合、表示制御部46は、所望の範囲R1を含むR波r1−R波r3間の心電波形画像データに基づく心電波形画像H1´及び所望の範囲R2を含むR波r1−R波r3間の心電波形画像データに基づく心電波形画像H2´を表示させることができる。このように同じ心電波形データを用いることにより、各CT画像データの元となった検出データが心電波形全体におけるどのタイミングで得られたものか、どのような状態(たとえば、不整脈のあり・なし)で取得されたものか等を容易に確認することが可能である。
For example, the
(変形例2)
X線スキャンにおける心臓等の動きの影響を低減させる手法として、心電同期スキャンが存在する。心電同期スキャンは、予め取得した心電波形を用いて動きの少ない位相を指定し、その位相を含む所定範囲だけX線スキャン(X線の曝射)を行うことにより、被爆量を低減させつつ、動きの影響が少ないCT画像データを得る方法である。この心電同期スキャンにも上記実施形態の構成を応用することができる。
(Modification 2)
As a technique for reducing the influence of the motion of the heart or the like in the X-ray scan, there is an electrocardiogram synchronous scan. An ECG-synchronized scan uses a previously acquired ECG waveform to specify a phase with little movement, and performs an X-ray scan (X-ray exposure) only within a predetermined range that includes the phase, thereby reducing the amount of exposure. On the other hand, this is a method of obtaining CT image data with little influence of motion. The configuration of the above embodiment can also be applied to this electrocardiogram synchronous scan.
たとえば、まず、心電計50により被検体Eの心電波形データを取得する。術者は心電波形データに基づく心電波形画像を見ながら、動きの少ない領域を選択する。設定部42は、選択された領域を所望の範囲Rとして設定する。すなわち、設定部42は、被検体Eの心電波形データに対して、所望の範囲Rを設定する。
For example, first, the electrocardiogram waveform data of the subject E is acquired by the
その後、入力部47等を介してX線スキャンの開始指示がなされると、スキャン制御部41は、X線発生部11に対し、設定部42で設定された所望の範囲Rに対応するタイミングでX線を発生させることにより、X線スキャンを行う。このX線スキャンにより取得される検出データは、所望の範囲Rに含まれるタイミングで取得されたデータ(検出データD)である。
Thereafter, when an X-ray scan start instruction is given via the
再構成処理部44bは、検出データDに基づく投影データを再構成処理し、CT画像データを作成する。 The reconstruction processing unit 44b reconstructs projection data based on the detection data D, and creates CT image data.
制御部45は、再構成処理を開始させる信号に基づいて、所望の範囲Rが設定された心電波形データに基づく心電波形画像データと、CT画像データとを関連付けて記憶部48に記憶させる。
Based on the signal for starting the reconstruction process, the
更に、心電同期スキャンに対応する構成であっても、術者からの指示入力に基づき、表示制御部46は、表示部49にビューページVPを表示させる。術者が被検体Eの患者ID等を入力すると、表示制御部46は、入力された患者IDに対応するCT画像データ及び心電波形画像データを記憶部48から読み出し、CT画像Ik及び心電波形画像Hを表示部49に並べて表示させることができる。
Furthermore, even in the configuration corresponding to the electrocardiogram synchronous scan, the
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同様に、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 embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1 X線CT装置
10 架台装置
11 X線発生部
12 X線検出部
13 回転体
13a 開口部
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
32 寝台駆動部
33 寝台天板
34 基台
40 コンソール装置
41 スキャン制御部
42 設定部
43 特定部
44 画像処理部
44a 前処理部
44b 再構成処理部
44c レンダリング処理部
45 制御部
46 表示制御部
47 入力部
48 記憶部
49 表示部
50 心電計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記X線スキャンと並行して得られた前記被検体の心電波形データに対して、所望の範囲を設定する設定部と、
前記検出データのうち、前記所望の範囲に含まれるタイミングで取得された検出データを特定する特定部と、
特定された前記検出データに基づく投影データを心電同期再構成処理し、CT画像データを作成する再構成処理部と、
前記心電同期再構成処理を開始させる信号をトリガとして、前記所望の範囲が設定された前記心電波形データに基づく心電波形画像データと特定された前記検出データに基づく前記CT画像データとを関連付けて記憶させる制御部と、
を有することを特徴とするX線CT装置。 An X-ray CT apparatus that performs X-ray scanning on a subject and acquires detection data,
A setting unit for setting a desired range for the electrocardiographic waveform data of the subject obtained in parallel with the X-ray scan;
Of the detection data, a specifying unit that specifies detection data acquired at a timing included in the desired range;
A reconstruction processing unit that performs ECG-synchronized reconstruction processing on the projection data based on the identified detection data, and creates CT image data;
Triggered by a signal for starting the ECG synchronization reconstruction process, the ECG waveform image data based on the ECG waveform data in which the desired range is set and the CT image data based on the specified detection data A control unit to store the associated information;
An X-ray CT apparatus comprising:
前記X線スキャンにより取得された検出データのうち、前記所望の範囲に含まれるタイミングで取得された検出データを特定する特定部と、
特定された前記検出データに基づく投影データを心電同期再構成処理し、CT画像データを作成する再構成処理部と、
前記心電同期再構成処理を開始させる信号をトリガとして、前記所望の範囲が設定された前記心電波形データに基づく心電波形画像データと特定された前記検出データに基づく前記CT画像データとを関連付けて記憶させる制御部と、
表示部と、
記憶された前記心電波形画像データに基づく心電波形画像及び記憶された前記CT画像データに基づくCT画像を表示部に併せて表示させる表示制御部と、
を有することを特徴とする画像表示装置。 A setting unit that sets a desired range for the electrocardiographic waveform data of the subject obtained in parallel with the X-ray scan of the subject;
Among the detection data acquired by the X-ray scan, a specifying unit that specifies detection data acquired at a timing included in the desired range;
A reconstruction processing unit that performs ECG-synchronized reconstruction processing on the projection data based on the identified detection data, and creates CT image data;
Triggered by a signal for starting the ECG synchronization reconstruction process, the ECG waveform image data based on the ECG waveform data in which the desired range is set and the CT image data based on the specified detection data A control unit to store the associated information;
A display unit;
A display control unit for displaying an electrocardiogram waveform image based on the stored ECG waveform image data and a CT image based on the stored CT image data together on a display unit;
An image display device comprising:
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