JP7139156B2 - X-ray CT device - Google Patents

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  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

本発明の実施形態は、X線CT装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to an X-ray CT apparatus.

X線CT(Computed Tomography)装置は、撮影対象が心臓の場合に、被検体に装着された心電計によりリアルタイムに心電波形データを検出し、心電波形データのR波に基づいて撮影タイミングを同期させる。具体的には、X線CT装置は、R波及び心拍数に基づき、心臓の静止位相に同期するように撮影を行う。 X-ray CT (Computed Tomography) equipment detects electrocardiographic waveform data in real time from an electrocardiograph attached to the subject when the imaging target is the heart, and determines the imaging timing based on the R wave of the electrocardiographic waveform data. synchronize. Specifically, the X-ray CT apparatus performs imaging in synchronization with the resting phase of the heart based on the R wave and heart rate.

冠動脈CTA(CT Angiography)等の如き、血管観察用の撮影の場合には、撮影準備の際に、心電計の装着に加え、インジェクタが被検体に接続される。X線CT装置は、インジェクタからの造影剤の注入後、造影剤の濃度を観察するためのモニタリング撮影を行う。モニタリング撮影中、X線CT装置は、断面画像の関心領域(ROI)において、注入された造影剤の濃度に応じて増加するCT値を検出し、CT値が閾値に到達したときをトリガとして、自動又は手動で本スキャンに移行する。なお、モニタリング撮影は、診断には寄与しないものの、造影剤が高濃度の時に本スキャンへの移行を可能とすることより、本スキャンで得られるCT画像の画質向上に寄与する。本スキャンへの移行後、X線CT装置は、最初のR波に基づき、短い撮影時間で撮影を行う。 In the case of imaging for blood vessel observation such as coronary artery CTA (CT Angiography), the injector is connected to the subject in addition to the attachment of the electrocardiograph during imaging preparation. The X-ray CT apparatus performs monitoring imaging for observing the concentration of the contrast medium after injection of the contrast medium from the injector. During monitoring imaging, the X-ray CT apparatus detects a CT value that increases according to the concentration of the injected contrast agent in the region of interest (ROI) of the cross-sectional image, and triggers when the CT value reaches a threshold value. Move to main scan automatically or manually. Although the monitoring imaging does not contribute to diagnosis, it contributes to improving the quality of the CT image obtained by the main scan by enabling the shift to the main scan when the contrast medium concentration is high. After shifting to the main scan, the X-ray CT apparatus performs imaging in a short imaging time based on the first R wave.

ここで、血管造影用のCT撮影の場合、本スキャンの撮影時間に比べ、心電計及びインジェクタを接続するセットアップに時間がかかっている。例えば、血管観察用の撮影時間は、ダイナミック撮影を用いた機能解析やヘリカル撮影等を用いた広範囲撮影の撮影時間より短い。しかしながら、血管観察用のCT撮影の場合、短い撮影時間にもかかわらず、機能解析や広範囲撮影と同じセットアップを必要とすることから、撮影作業の一連の流れ(以下、ワークフローという)を改善できない状況にある。 Here, in the case of CT imaging for angiography, setup for connecting the electrocardiograph and the injector takes longer than the imaging time of the main scan. For example, the imaging time for blood vessel observation is shorter than the imaging time for wide-range imaging using functional analysis using dynamic imaging or helical imaging. However, in the case of CT imaging for blood vessel observation, despite the short imaging time, the same set-up as for functional analysis and wide-area imaging is required, so the flow of imaging work (hereinafter referred to as workflow) cannot be improved. It is in.

特開2009-153965号公報JP 2009-153965 A

発明が解決しようとする課題は、血管観察用のCT撮影のワークフローを改善することである。 The problem to be solved by the invention is to improve the workflow of CT imaging for blood vessel observation.

実施形態に係るX線CT装置は、メモリと、第1推定部と、第2推定部と、制御部とを備える。
前記メモリは、被検体に造影剤を注入した状態で経時的に撮影された複数の医用画像データを記憶する。
前記第1推定部は、前記複数の医用画像データから前記被検体の心臓の静止位相を推定する。
前記第2推定部は、前記複数の医用画像データの各々の関心領域の画素における前記造影剤の濃度の指標値が閾値以上の時期における前記静止位相のタイミングを推定する。
前記制御部は、前記タイミングに基づいて、本スキャンを実行するように撮影系を制御する。
An X-ray CT apparatus according to an embodiment includes a memory, a first estimator, a second estimator, and a controller.
The memory stores a plurality of medical image data captured over time while a contrast agent is injected into the subject.
The first estimation unit estimates a stationary phase of the subject's heart from the plurality of pieces of medical image data.
The second estimating unit estimates the timing of the stationary phase at a time when an index value of the concentration of the contrast agent in each pixel of the region of interest of the plurality of medical image data is equal to or greater than a threshold.
The control unit controls the imaging system to perform the main scan based on the timing.

図1は、第1の実施形態に係るX線CT装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the X-ray CT apparatus according to the first embodiment. 図2は、第1の実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。FIG. 2 is a flow chart for explaining the operation in the first embodiment. 図3は、第1の実施形態における被検体周りのセットアップ状況を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the setup situation around the subject in the first embodiment. 図4は、第1の実施形態の変形例の動作を説明するためのフローチャートである。FIG. 4 is a flow chart for explaining the operation of the modification of the first embodiment. 図5は、第1の実施形態の変形例の動作を説明するためのTDC及び動きグラフの模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of TDC and motion graphs for explaining the operation of the modification of the first embodiment. 図6は、第2の実施形態における静止位相推定の概念を説明するための模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the concept of stationary phase estimation in the second embodiment. 図7は、第2の実施形態における静止位相推定の方法を説明するための模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a static phase estimation method according to the second embodiment. 図8は、第2の実施形態における静止位相推定の方法を説明するための模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a static phase estimation method according to the second embodiment. 図9は、第2の実施形態における静止位相推定の方法を説明するための模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a static phase estimation method according to the second embodiment. 図10は、第3の実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。FIG. 10 is a flow chart for explaining the operation in the third embodiment. 図11は、第3の実施形態における撮影タイミングの概念を説明するための模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the concept of imaging timing in the third embodiment. 図12は、第3の実施形態における撮影タイミングの概念を説明するための模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram for explaining the concept of imaging timing in the third embodiment. 図13は、第3の実施形態の変形例の動作を説明するためのフローチャートである。FIG. 13 is a flow chart for explaining the operation of the modification of the third embodiment. 図14は、第3の実施形態の他の変形例の動作を説明するためのフローチャートである。FIG. 14 is a flow chart for explaining the operation of another modification of the third embodiment.

以下、各実施形態に係るX線CT装置について図面を用いて説明する。なお、X線CT装置には、X線管とX線検出器とが一体として被検体の周囲を回転するRotate/Rotate-Type(第3世代CT)、リング状にアレイされた多数のX線検出素子が固定され、X線管のみが被検体の周囲を回転するStationary/Rotate-Type(第4世代CT)等の様々なタイプがあり、いずれのタイプでも実施形態へ適用可能である。以下の各実施形態については、第3世代CTを例に挙げて説明する。 An X-ray CT apparatus according to each embodiment will be described below with reference to the drawings. The X-ray CT apparatus includes a Rotate/Rotate-Type (3rd generation CT) in which the X-ray tube and X-ray detector are rotated around the subject as a unit, and a large number of X-rays arrayed in a ring. There are various types such as Stationary/Rotate-Type (4th generation CT) in which the detection element is fixed and only the X-ray tube rotates around the subject, and any type can be applied to the embodiment. Each of the following embodiments will be described by taking the third generation CT as an example.

<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態に係るX線CT装置の構成を示すブロック図である。X線CT装置1は、X線管11を有するX線源から被検体Pに対してX線を曝射し、当該被検体を透過したX線をX線検出器12で検出する。X線CT装置1は、当該X線検出器12からの出力に基づいて、被検体Pに関するCT画像を生成する。X線源及びX線検出器12は、撮影系の一例である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the X-ray CT apparatus according to the first embodiment. The X-ray CT apparatus 1 irradiates a subject P with X-rays from an X-ray source having an X-ray tube 11 , and an X-ray detector 12 detects the X-rays transmitted through the subject. The X-ray CT apparatus 1 generates a CT image of the subject P based on the output from the X-ray detector 12 . The X-ray source and X-ray detector 12 are an example of an imaging system.

図1に示す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とを有する。架台装置10は、被検体PをX線CT撮影するための構成を有するスキャン装置である。なお、図1に描画された複数の架台装置10は、1台の架台装置10の正面及び側面を示している。寝台装置30は、X線CT撮影の対象となる被検体Pを載置し、X線CT撮影を実行する位置まで移動するための装置である。コンソール装置40は、架台装置10を制御するコンピュータである。 The X-ray CT apparatus 1 shown in FIG. 1 has a gantry device 10 , a bed device 30 and a console device 40 . The gantry device 10 is a scanning device having a configuration for X-ray CT imaging of the subject P. As shown in FIG. Note that the plurality of gantry devices 10 depicted in FIG. 1 show the front and side surfaces of one gantry device 10 . The bed device 30 is a device for placing a subject P to be subjected to X-ray CT imaging and moving it to a position where X-ray CT imaging is performed. The console device 40 is a computer that controls the gantry device 10 .

例えば、架台装置10および寝台装置30はCT検査室に設置され、コンソール装置40はCT検査室に隣接する制御室に設置される。なお、コンソール装置40は、必ずしも制御室に設置されなくてもよい。例えば、コンソール装置40は、架台装置10及び寝台装置30とともに同一の部屋に設置されてもよい。いずれにしても架台装置10と、寝台装置30と、コンソール装置40とは互いに通信可能に有線または無線で接続されている。 For example, the gantry device 10 and the bed device 30 are installed in a CT examination room, and the console device 40 is installed in a control room adjacent to the CT examination room. Note that the console device 40 does not necessarily have to be installed in the control room. For example, the console device 40 may be installed in the same room together with the gantry device 10 and the bed device 30 . In any case, the gantry device 10, the bed device 30, and the console device 40 are connected by wire or wirelessly so as to be able to communicate with each other.

架台装置10は、X線管11、X線検出器12、回転フレーム13、X線高電圧装置14、制御装置15、ウェッジ16、コリメータ17及びDAS18を有する。 The gantry device 10 has an X-ray tube 11 , an X-ray detector 12 , a rotating frame 13 , an X-ray high voltage device 14 , a control device 15 , a wedge 16 , a collimator 17 and a DAS 18 .

X線管11は、X線高電圧装置14からの高電圧の印加及びフィラメント電流の供給により、陰極(フィラメント)から陽極(ターゲット)に向けて熱電子を照射することでX線を発生する真空管である。例えば、X線管11には回転する陽極に熱電子を照射することでX線を発生させる回転陽極型のX線管がある。X線管11で発生したX線は、コリメータ17を介してコーンビーム形に成形され、被検体Pに曝射される。なお、X線管11及びコリメータ17は、X線源の一例である。 The X-ray tube 11 is a vacuum tube that generates X-rays by irradiating thermal electrons from a cathode (filament) to an anode (target) by applying a high voltage and supplying a filament current from an X-ray high voltage device 14. is. For example, the X-ray tube 11 is a rotating anode type X-ray tube that generates X-rays by irradiating a rotating anode with thermal electrons. The X-rays generated by the X-ray tube 11 are shaped into a cone beam via a collimator 17 and irradiated onto the subject P. As shown in FIG. Note that the X-ray tube 11 and the collimator 17 are examples of an X-ray source.

X線検出器12は、X線管11から曝射され、被検体Pを通過したX線を検出し、当該X線量に対応した電気信号をDAS18へと出力する。X線検出器12は、例えば、X線管の焦点を中心として1つの円弧に沿ってチャネル方向に複数のX線検出素子が配列された複数のX線検出素子列を有する。X線検出器12は、例えば、チャネル方向に複数のX線検出素子が配列されたX線検出素子列がスライス方向(列方向、row方向)に複数配列された構造を有する。また、X線検出器12は、例えば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有し、シンチレータは入射X線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。グリッドは、シンチレータアレイのX線入射側の面に配置され、散乱X線を吸収する機能を有するX線遮蔽板を有する。なお、グリッドはコリメータ(1次元コリメータ又は2次元コリメータ)と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、シンチレータからの光量に応じた電気信号に変換する機能を有し、例えば、光電子増倍管(フォトマルチプライヤー:PMT)等の光センサを有する。なお、X線検出器12は、入射したX線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器(半導体検出器)であっても構わない。 The X-ray detector 12 detects X-rays emitted from the X-ray tube 11 and passed through the subject P, and outputs an electrical signal corresponding to the X-ray dose to the DAS 18 . The X-ray detector 12 has, for example, a plurality of X-ray detection element arrays in which a plurality of X-ray detection elements are arranged in the channel direction along one circular arc around the focal point of the X-ray tube. The X-ray detector 12 has, for example, a structure in which a plurality of X-ray detection element arrays each having a plurality of X-ray detection elements arranged in the channel direction are arranged in the slice direction (column direction, row direction). Also, the X-ray detector 12 is, for example, an indirect conversion type detector having a grid, a scintillator array, and a photosensor array. The scintillator array has a plurality of scintillators, and each scintillator has a scintillator crystal that outputs a photon amount of light corresponding to the amount of incident X-rays. The grid has an X-ray shielding plate arranged on the surface of the scintillator array on the X-ray incident side and having a function of absorbing scattered X-rays. Note that the grid may also be called a collimator (one-dimensional collimator or two-dimensional collimator). The photosensor array has a function of converting the amount of light from the scintillator into an electrical signal, and includes photosensors such as photomultiplier tubes (PMTs). The X-ray detector 12 may be a direct conversion type detector (semiconductor detector) having a semiconductor element that converts incident X-rays into electrical signals.

回転フレーム13は、X線源とX線検出器12とを回転軸回りに回転可能に支持する。具体的には、回転フレーム13は、X線管11とX線検出器12とを対向支持し、後述する制御装置15によってX線管11とX線検出器12とを回転させる円環状のフレームである。回転フレーム13は、アルミニウム等の金属により形成された固定フレーム(図示せず)に回転可能に支持される。詳しくは、回転フレーム13は、ベアリングを介して固定フレームの縁部に接続されている。なお、本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム13の回転軸又は寝台装置30の天板33の長手方向をZ軸方向、Z軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をX軸方向、Z軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をY軸方向とそれぞれ定義するものとする。回転フレーム13は、制御装置15の駆動機構からの動力を受けて回転軸Z回りに一定の角速度で回転する。なお、回転フレーム13は、X線管11とX線検出器12に加えて、X線高電圧装置14やDAS18を更に備えて支持する。このような回転フレーム13は、撮影空間をなす開口(ボア)が形成された略円筒形状の筐体に収容されている。開口はFOV19に略一致する。開口の中心軸は、回転フレーム13の回転軸Zに一致する。回転フレーム13の回転軸Zは、X線管11の回転軸Zと呼んでもよい。なお、DAS18が生成した検出データは、回転フレームに設けられた発光ダイオード(LED)を有する送信機から光通信によって架台装置の非回転部分(例えば固定フレーム)に設けられた、フォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置40へと転送される。なお、回転フレームから架台装置の非回転部分への検出データの送信方法は、前述の光通信に限らず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式を採用しても構わない。 The rotating frame 13 supports the X-ray source and the X-ray detector 12 so as to be rotatable around the rotation axis. Specifically, the rotating frame 13 is an annular frame that supports the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 so as to face each other and rotates the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 by means of a control device 15, which will be described later. is. The rotating frame 13 is rotatably supported by a fixed frame (not shown) made of metal such as aluminum. Specifically, the rotating frame 13 is connected to the edges of the stationary frame via bearings. In this embodiment, the rotation axis of the rotating frame 13 in the non-tilt state or the longitudinal direction of the top plate 33 of the bed apparatus 30 is the Z-axis direction, and the axial direction perpendicular to the Z-axis direction and horizontal to the floor surface is are defined as the X-axis direction, the axis direction perpendicular to the Z-axis direction, and the Y-axis direction as the axis direction perpendicular to the floor surface. The rotating frame 13 receives power from the drive mechanism of the control device 15 and rotates around the rotation axis Z at a constant angular velocity. In addition to the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12, the rotating frame 13 further includes an X-ray high-voltage device 14 and a DAS 18 to support them. Such a rotating frame 13 is accommodated in a substantially cylindrical housing having an opening (bore) forming an imaging space. The aperture approximately matches the FOV19. The central axis of the opening coincides with the rotational axis Z of the rotating frame 13 . The rotation axis Z of the rotating frame 13 may also be called the rotation axis Z of the X-ray tube 11 . The detection data generated by the DAS 18 is transmitted by optical communication from a transmitter having a light emitting diode (LED) mounted on a rotating frame to a receiver having a photodiode mounted on a non-rotating portion (e.g., fixed frame) of the gantry. machine and transferred to the console device 40 . The method of transmitting the detected data from the rotating frame to the non-rotating portion of the gantry is not limited to the optical communication described above, and any method of non-contact data transmission may be adopted.

X線高電圧装置14は、変圧器(トランス)及び整流器等の電気回路を有し、X線管11に印加する高電圧及びX線管11に供給するフィラメント電流を発生する機能を有する高電圧発生装置と、X線管11が照射するX線に応じた出力電圧の制御を行うX線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。なお、X線高電圧装置14は、回転フレーム13に設けられてもよいし、架台装置10の固定フレーム(図示しない)側に設けられても構わない。 The X-ray high voltage device 14 has electric circuits such as a transformer and a rectifier, and has a function of generating a high voltage to be applied to the X-ray tube 11 and a filament current to be supplied to the X-ray tube 11. It has a generating device and an X-ray control device for controlling the output voltage according to the X-rays emitted by the X-ray tube 11 . The high voltage generator may be of a transformer type or an inverter type. The X-ray high-voltage device 14 may be provided on the rotating frame 13 or may be provided on the fixed frame (not shown) side of the gantry device 10 .

制御装置15は、CPU(Central Processing Unit)等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。処理回路は、ハードウェア資源として、CPUやMPU(Micro Processing Unit)等のプロセッサとROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等のメモリとを有する。また、制御装置15は、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA)、他の複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)により実現されてもよい。制御装置15は、コンソール装置40からの指令に従い、X線高電圧装置14およびDAS18等を制御する。当該プロセッサは、当該メモリに保存されたプログラムを読み出して実行することで上記制御を実現する。また、制御装置15は、コンソール装置40若しくは架台装置10に取り付けられた、後述する入力インターフェース43からの入力信号を受けて、架台装置10及び寝台装置30の動作制御を行う機能を有する。例えば、制御装置15は、入力信号を受けて回転フレーム13を回転させる制御や、架台装置10をチルトさせる制御、及び寝台装置30及び天板33を動作させる制御を行う。なお、架台装置10をチルトさせる制御は、架台装置10に取り付けられた入力インターフェースによって入力される傾斜角度(チルト角度)情報により、制御装置15がX軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム13を回転させることによって実現される。なお、制御装置15は架台装置10に設けられてもよいし、コンソール装置40に設けられても構わない。なお、制御装置15は、当該メモリにプログラムを保存する代わりに、当該プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、当該プロセッサは、当該回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで上記制御を実現する。 The control device 15 has a processing circuit having a CPU (Central Processing Unit) and the like, and drive mechanisms such as motors and actuators. The processing circuit has, as hardware resources, a processor such as a CPU or an MPU (Micro Processing Unit) and a memory such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory). In addition, the control device 15 includes an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA), and other complex programmable logic devices (Complex Programmable Logic Device: CPLD ), which may be implemented by a Simple Programmable Logic Device (SPLD). The control device 15 controls the X-ray high-voltage device 14, the DAS 18, etc. according to commands from the console device 40. FIG. The processor implements the control by reading and executing the program stored in the memory. The control device 15 also has a function of receiving an input signal from an input interface 43 (described later) attached to the console device 40 or the gantry device 10 and controlling the operations of the gantry device 10 and the bed device 30 . For example, the control device 15 receives an input signal and performs control to rotate the rotating frame 13 , control to tilt the gantry device 10 , and control to operate the bed device 30 and the tabletop 33 . Note that the control for tilting the gantry device 10 is performed by the control device 15 based on the tilt angle (tilt angle) information input through the input interface attached to the gantry device 10, so as to rotate the rotating frame 13 about an axis parallel to the X-axis direction. This is achieved by rotating the Note that the control device 15 may be provided in the gantry device 10 or may be provided in the console device 40 . Instead of storing the program in the memory, the control device 15 may be configured to directly incorporate the program into the circuit of the processor. In this case, the processor implements the above control by reading and executing the program incorporated in the circuit.

ウェッジ16は、X線管11から照射されたX線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ16は、X線管11から被検体Pへ照射されるX線が、予め定められた分布になるように、X線管11から照射されたX線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ16(ウェッジフィルタ(wedge filter)、ボウタイフィルタ(bow-tie filter))は、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。 Wedge 16 is a filter for adjusting the dose of X-rays emitted from X-ray tube 11 . Specifically, the wedge 16 transmits and attenuates the X-rays irradiated from the X-ray tube 11 so that the X-rays irradiated from the X-ray tube 11 to the subject P have a predetermined distribution. It is a filter that For example, the wedge 16 (wedge filter, bow-tie filter) is a filter processed from aluminum to have a predetermined target angle and a predetermined thickness.

コリメータ17は、ウェッジ16を透過したX線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。なお、コリメータ17は、X線絞りと呼ばれる場合もある。 The collimator 17 is a lead plate or the like for narrowing down the irradiation range of the X-rays transmitted through the wedge 16, and a slit is formed by combining a plurality of lead plates or the like. Note that the collimator 17 may also be called an X-ray diaphragm.

DAS18(Data Acquisition System)は、被検体Pにより減弱されたX線の強度を示すデジタル値を1ビューごとに収集する。DAS18は、X線検出器12の各X線検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行う増幅器と、増幅された電気信号をデジタル信号に変換するA/D変換器とを有し、当該デジタル信号が示すデジタル値を有する検出データを生成する。検出データは、生成元のX線検出素子のチャンネル番号、列番号、および収集されたビューを示すビュー番号により識別されたX線強度のデジタル値のセットである。なお、ビュー番号としては、ビューが収集された順番(収集時刻)を用いてもよく、X線管11の回転角度を表す番号(例、1~1000)を用いてもよい。また、DAS18が生成した検出データは、架台装置10に収容された非接触データ伝送回路(図示せず)を介してコンソール装置40へと転送される。また、DASは、データ収集部の一例である。 A DAS 18 (Data Acquisition System) acquires digital values indicating the intensity of X-rays attenuated by the subject P for each view. The DAS 18 has an amplifier that amplifies the electrical signal output from each X-ray detection element of the X-ray detector 12, and an A/D converter that converts the amplified electrical signal into a digital signal. , to generate detection data having a digital value indicated by the digital signal. Detected data is a set of digital values of x-ray intensity identified by the channel number of the x-ray detector element from which it was generated, the row number, and the view number indicating the acquired view. As the view number, the order in which the views were acquired (acquisition time) may be used, or a number representing the rotation angle of the X-ray tube 11 (eg, 1 to 1000) may be used. Also, the detection data generated by the DAS 18 is transferred to the console device 40 via a non-contact data transmission circuit (not shown) accommodated in the gantry device 10 . Also, the DAS is an example of a data collector.

寝台装置30は、スキャン対象の被検体Pを載置、移動させる装置であり、基台31と、寝台駆動装置32と、天板33と、支持フレーム34とを備えている。 The bed device 30 is a device for placing and moving a subject P to be scanned, and includes a base 31 , a bed driving device 32 , a top board 33 and a support frame 34 .

基台31は、支持フレーム34を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。 The base 31 is a housing that supports the support frame 34 so as to be vertically movable.

寝台駆動装置32は、被検体Pが載置された天板33を天板33の長軸方向に移動するモータあるいはアクチュエータである。寝台駆動装置32は、コンソール装置40による制御、または制御装置15による制御に従い、天板33を移動する。例えば、寝台駆動装置32は、天板33に載置された被検体Pの体軸が回転フレーム13の開口の中心軸に一致するよう、天板33を被検体Pに対して直交方向に移動する。また、寝台駆動装置32は、架台装置10を用いて実行されるX線CT撮影に応じて、天板33を被検体Pの体軸方向に沿って移動してもよい。 The bed driving device 32 is a motor or actuator that moves the table 33 on which the subject P is placed in the longitudinal direction of the table 33 . The bed driving device 32 moves the tabletop 33 under the control of the console device 40 or the control device 15 . For example, the bed driving device 32 moves the top plate 33 in a direction orthogonal to the subject P so that the body axis of the subject P placed on the top plate 33 coincides with the central axis of the opening of the rotating frame 13 . do. Further, the bed driving device 32 may move the top board 33 along the body axis direction of the subject P according to the X-ray CT imaging performed using the gantry device 10 .

支持フレーム34の上面に設けられた天板33は、被検体Pが載置される板である。なお、寝台駆動装置32は、天板33に加え、支持フレーム34を天板33の長軸方向に移動してもよい。 A top plate 33 provided on the upper surface of the support frame 34 is a plate on which the subject P is placed. Note that the bed driving device 32 may move the support frame 34 in the longitudinal direction of the top plate 33 in addition to the top plate 33 .

コンソール装置40は、メモリ41と、ディスプレイ42と、入力インターフェース43と、処理回路44と、通信インターフェース45とを有する。メモリ41と、ディスプレイ42と、入力インターフェース43と、処理回路44と、通信インターフェース45との間のデータ通信は、バス(BUS)を介して行われる。なお、コンソール装置40は架台装置10とは別体として説明するが、架台装置10にコンソール装置40又はコンソール装置40の各構成要素の一部が含まれてもよい。 The console device 40 has a memory 41 , a display 42 , an input interface 43 , a processing circuit 44 and a communication interface 45 . Data communication between the memory 41, the display 42, the input interface 43, the processing circuit 44, and the communication interface 45 is performed via a bus (BUS). Although the console device 40 is described as being separate from the gantry device 10 , the console device 40 or a part of each component of the console device 40 may be included in the gantry device 10 .

メモリ41は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ41は、例えば、投影データや医用画像データを記憶する。本実施形態では、メモリ41は、被検体Pに造影剤を注入した状態で経時的に撮影された複数の医用画像データを記憶する。また、メモリ41は、本実施形態に係る制御プログラムやデータ等を記憶する。また、メモリ41の保存領域は、X線CT装置1内にあってもよいし、ネットワークで接続された外部記憶装置内にあってもよい。メモリ41は、記憶部の一例である。 The memory 41 is implemented by, for example, a RAM (Random Access Memory), a semiconductor memory device such as a flash memory, a hard disk, an optical disk, or the like. The memory 41 stores projection data and medical image data, for example. In this embodiment, the memory 41 stores a plurality of medical image data captured over time while the subject P is injected with a contrast medium. The memory 41 also stores control programs, data, and the like according to the present embodiment. Also, the storage area of the memory 41 may be in the X-ray CT apparatus 1 or in an external storage device connected via a network. The memory 41 is an example of a storage unit.

ディスプレイ42は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ42は、処理回路44によって生成された医用画像(CT画像)や、操作者からの各種操作を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)等を出力する。例えば、ディスプレイ42は、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイである。また、ディスプレイ42は、表示部の一例である。また、ディスプレイ42は、架台装置10に設けられてもよい。また、ディスプレイ42は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置40本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。 The display 42 displays various information. For example, the display 42 outputs a medical image (CT image) generated by the processing circuit 44, a GUI (Graphical User Interface) for accepting various operations from the operator, and the like. For example, the display 42 is a liquid crystal display or a CRT (Cathode Ray Tube) display. Also, the display 42 is an example of a display unit. Also, the display 42 may be provided on the gantry device 10 . The display 42 may be of a desktop type, or may be configured by a tablet terminal or the like capable of wireless communication with the main body of the console device 40 .

入力インターフェース43は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路44に出力する。例えば、入力インターフェース43は、投影データを収集する際の収集条件や、CT画像を再構成する際の再構成条件、CT画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件等を操作者から受け付ける。例えば、入力インターフェース43は、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等により実現される。また、入力インターフェース43は、入力部の一部である。また、入力インターフェース43は、架台装置10に設けられてもよい。また、入力インターフェース43は、コンソール装置40本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。 The input interface 43 receives various input operations from the operator, converts the received input operations into electrical signals, and outputs the electrical signals to the processing circuit 44 . For example, the input interface 43 receives acquisition conditions for acquiring projection data, reconstruction conditions for reconstructing CT images, image processing conditions for generating post-processed images from CT images, and the like from the operator. . For example, the input interface 43 is implemented by a mouse, keyboard, trackball, switch, button, joystick, or the like. Also, the input interface 43 is part of the input section. Also, the input interface 43 may be provided in the gantry device 10 . Also, the input interface 43 may be composed of a tablet terminal or the like capable of wireless communication with the main body of the console device 40 .

処理回路44は、入力インターフェース43から出力される入力操作の電気信号に応じてX線CT装置1全体の動作を制御する。例えば、処理回路44は、ハードウェア資源として、CPUやMPU、GPU(Graphics Processing Unit)等のプロセッサとROMやRAM等のメモリとを有する。処理回路44は、メモリに展開されたプログラムを実行するプロセッサにより、システム制御機能441、画像生成機能442、推定機能443、スキャン制御機能444、表示制御機能445などを実行する。 The processing circuit 44 controls the operation of the entire X-ray CT apparatus 1 according to the electric signal of the input operation output from the input interface 43 . For example, the processing circuit 44 has, as hardware resources, processors such as a CPU, MPU, and GPU (Graphics Processing Unit), and memories such as a ROM and a RAM. The processing circuit 44 executes a system control function 441, an image generation function 442, an estimation function 443, a scan control function 444, a display control function 445, etc. by means of a processor that executes programs developed in memory.

システム制御機能441は、入力インターフェース43を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路44の各機能を制御する。具体的には、システム制御機能441は、メモリ41に記憶されている制御プログラムを読み出して処理回路44内のメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従ってX線CT装置1の各部を制御する。 The system control function 441 controls each function of the processing circuit 44 based on input operations received from the operator via the input interface 43 . Specifically, the system control function 441 reads the control program stored in the memory 41, develops it on the memory in the processing circuit 44, and controls each part of the X-ray CT apparatus 1 according to the developed control program. .

画像生成機能442は、DAS18から出力された検出データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施したデータを生成する。なお、前処理前のデータ(検出データ)および前処理後のデータを総称して投影データと称する場合もある。また、画像生成機能442は、このような投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行ってCT画像データを生成する。CT画像データを再構成する場合、フルスキャン再構成方式では被検体の周囲一周、360°分の投影データが必要であり、ハーフスキャン再構成方式でも180°+ファン角度分の投影データが必要である。いずれの再構成方式に対しても本実施形態へ適用可能である。以下、説明を簡単にするため、被検体周囲一周、360°分の投影データを用いて再構成する再構成(フルスキャン再構成)方式を用いるものとする。CT画像データは、被検体Pに関するCT値の空間分布を表している。CT値とは、CT画像を表現するための値で、水が0、空気が-1000と定義された相対的な値を指す。CT値は、X線減弱係数で決定され、水のX線減弱係数μ_waterが0となり、空気のX線減弱係数μ_airが-1000となるようにキャリブレーション(校正)が行われる。そのため、水よりもX線減弱係数が高い組織はCT値が高くなる。組織のX線減弱係数をμとしたとき、組織のCT値[HU]は次式から得られる。
組織のCT値[HU]=1000×(μ-μ_water)/μ_water
画像生成機能442は、入力インターフェース43を介して操作者から受け付けた入力操作に基づき、生成したCT画像データを公知の方法により、任意断面の断層像データやボリュームデータに変換する。ボリュームデータは、3次元空間におけるCT値の分布情報を有するデータである。変換後の断層像データやボリュームデータは、例えば、モニタリング画像やボリューム画像としてディスプレイ42に表示される。モニタリング画像は、モニタリング撮影時の断層像である。公知の方法としては、例えば、ボリュームレンダリングや、サーフェスレンダリング、画像値投影処理、MPR(Multi-Planer Reconstruction)処理、CPR(Curved MPR)処理等の3次元画像処理が適宜、使用可能となっている。
The image generation function 442 generates data by performing preprocessing such as logarithmic conversion processing, offset correction processing, inter-channel sensitivity correction processing, and beam hardening correction on the detection data output from the DAS 18 . Data before preprocessing (detection data) and data after preprocessing may be collectively referred to as projection data. Further, the image generation function 442 performs reconstruction processing using a filtered back projection method, an iterative reconstruction method, or the like on such projection data to generate CT image data. When reconstructing CT image data, the full-scan reconstruction method requires projection data for 360° around the subject, and the half-scan reconstruction method also requires projection data for 180° + fan angle. be. This embodiment can be applied to any reconstruction method. In the following, for the sake of simplicity, a reconstruction (full-scan reconstruction) method for reconstruction using projection data for 360 degrees around the object will be used. The CT image data represents the spatial distribution of CT values for the subject P. FIG. The CT value is a value for expressing a CT image, and refers to a relative value defined as 0 for water and -1000 for air. The CT value is determined by the X-ray attenuation coefficient, and calibration is performed so that the X-ray attenuation coefficient μ_water of water is 0 and the X-ray attenuation coefficient μ_air of air is −1000. Therefore, a tissue having a higher X-ray attenuation coefficient than water has a higher CT value. When the X-ray attenuation coefficient of tissue is μ, the CT value [HU] of tissue is obtained from the following equation.
CT value of tissue [HU] = 1000 x (μ-μ_water)/μ_water
The image generation function 442 converts generated CT image data into tomographic image data or volume data of an arbitrary cross section by a known method based on an input operation received from an operator via the input interface 43 . Volume data is data having CT value distribution information in a three-dimensional space. The converted tomographic image data and volume data are displayed on the display 42 as monitoring images and volume images, for example. A monitoring image is a tomographic image at the time of monitoring imaging. As known methods, for example, three-dimensional image processing such as volume rendering, surface rendering, image value projection processing, MPR (Multi-Planer Reconstruction) processing, CPR (Curved MPR) processing, etc. can be used as appropriate. .

推定機能443は、第1推定機能及び第2推定機能を含んでいる。
第1推定機能は、メモリ41内の複数の医用画像データから被検体Pの心臓の静止位相を推定する。第1推定機能は第1推定部の一例である。
Estimating function 443 includes a first estimating function and a second estimating function.
The first estimating function estimates the stationary phase of the subject's P heart from a plurality of pieces of medical image data in the memory 41 . The first estimating function is an example of a first estimating section.

第2推定機能は、当該複数の医用画像データの各々の関心領域の画素における造影剤の濃度の指標値が閾値以上の時期における当該静止位相のタイミングを推定する。ここで、第2推定機能は、例えば、当該指標値が閾値に到達すると、当該到達したときから最初の静止位相のタイミングを推定する。なお、これに限らず、第2推定機能は、当該指標値が閾値に到達する前に、当該指標値が閾値を超えるタイミングを推定し、当該推定したタイミングから最初の静止位相のタイミングを推定するようにしてもよい。第2推定機能は第2推定部の一例である。 The second estimation function estimates the timing of the stationary phase at the time when the index value of the concentration of the contrast agent in the pixels of the region of interest of each of the plurality of medical image data is equal to or greater than a threshold. Here, for example, when the index value reaches the threshold value, the second estimation function estimates the timing of the first stationary phase from the time when the index value reaches the threshold value. Note that the second estimation function is not limited to this, and estimates the timing at which the index value exceeds the threshold value before the index value reaches the threshold value, and estimates the timing of the first stationary phase from the estimated timing. You may do so. The second estimating function is an example of a second estimating section.

スキャン制御機能444は、スキャン範囲、関心領域、撮影条件等を決定するための被検体Pの位置決め画像データを取得する。撮影条件としては、例えば、X線管11の管電圧・管電流、得られる画像スライスの総幅に対する1回転での寝台移動量(撮影ピッチ)、開始タイミング、撮影列数、回転速度などがある。 The scan control function 444 acquires positioning image data of the subject P for determining the scan range, region of interest, imaging conditions, and the like. The imaging conditions include, for example, the tube voltage/tube current of the X-ray tube 11, the bed movement amount (imaging pitch) in one rotation with respect to the total width of the obtained image slice, the start timing, the number of imaging rows, the rotation speed, and the like. .

スキャン制御機能444は、モニタリング撮影及び本スキャンを順に実行するように撮影系を制御する。本実施形態において、スキャン制御機能444は、推定機能443により推定されたタイミングに基づいて、本スキャンを実行するように撮影系を制御する。 The scan control function 444 controls the imaging system so as to sequentially execute monitoring imaging and main scanning. In this embodiment, the scan control function 444 controls the imaging system to execute the main scan based on the timing estimated by the estimation function 443 .

ここで、モニタリング撮影は、被検体の断層像であるモニタリング画像上に関心領域(ROI)を設定し、関心領域の造影剤の濃度変化を観察する撮影である。モニタリング撮影は、造影剤が目標とする濃度まで到達したか否かを判定するための撮影である。モニタリング撮影は、診断には直接的に寄与しないが、適切な造影画像を得るためには必要となる撮影方法であり、心臓撮影ではほとんどのケースで用いられる。モニタリング撮影は、連続曝射に限らず、被曝を減らす観点から間欠曝射で実行されることがある。連続曝射であれば、2秒程度の連続データがあれば、1心拍分のデータを取得可能である。これに加え、造影剤の到達までの間、心拍推定の精度を担保することができる。間欠曝射の場合にも、得られた画像間の差分や、1スキャン中の画像の動きから大まかな心位相を推定可能である。逆に、心位相の推定結果に基づいて、間欠タイミングを制御してもよい。ここで、「心位相」の用語は、通常は、心電図信号によって検出されたR波を目印にし、R波からR波までの時間を100%で規格化し、現在のフレームの時刻を%で表現したものを指している。例えば、心臓収縮末期の心位相は25%付近である。本実施形態は、心電計を用いないことからR波が得られないため、R波に基づく意味の心位相を得られない。しかしながら、本実施形態は、例えば、動きグラフの波形の特徴を目印にし、目印から次の目印までの周期を100%で規格化することにより、大まかな心位相を推定可能である。心位相の中の静止位相についても同様であり、例えば、動きグラフの動きの小さい領域を静止位相として推定可能である。すなわち、本実施形態でいう心位相及び静止位相は、動きグラフの波形から推定される心位相及び静止位相を指している。これは、他の実施形態でも同様である。なお、「モニタリング撮影」は、「モニタリングスキャン」ともいう。スキャン制御機能444は、制御部の一例である。 Here, monitoring imaging is imaging in which a region of interest (ROI) is set on a monitoring image, which is a tomographic image of a subject, and changes in contrast agent concentration in the region of interest are observed. Monitoring imaging is imaging for determining whether or not the contrast agent has reached a target concentration. Monitoring radiography does not directly contribute to diagnosis, but is an imaging method necessary for obtaining an appropriate contrast-enhanced image, and is used in most cases of cardiac radiography. Monitoring imaging is not limited to continuous exposure, and intermittent exposure may be performed from the viewpoint of reducing exposure. In the case of continuous irradiation, data for one heartbeat can be acquired if there is continuous data for about two seconds. In addition to this, the accuracy of heart rate estimation can be ensured until the arrival of the contrast medium. Even in the case of intermittent irradiation, it is possible to roughly estimate the cardiac phase from the difference between the obtained images and the motion of the image during one scan. Conversely, the intermittent timing may be controlled based on the cardiac phase estimation result. Here, the term "cardiac phase" usually refers to the R wave detected by the electrocardiogram signal, normalizes the time from the R wave to the R wave by 100%, and expresses the time of the current frame in %. It refers to what is done. For example, the cardiac phase at end-systole is around 25%. Since the present embodiment does not use an electrocardiograph, the R wave cannot be obtained, and therefore, a meaningful cardiac phase based on the R wave cannot be obtained. However, in the present embodiment, for example, the waveform characteristics of the motion graph are used as markers, and the cycle from one marker to the next is normalized by 100%, thereby making it possible to roughly estimate the cardiac phase. The same applies to stationary phases in cardiac phases, and for example, areas of a motion graph with small motion can be estimated as stationary phases. In other words, the cardiac phase and stationary phase referred to in this embodiment refer to the cardiac phase and stationary phase estimated from the waveform of the motion graph. This also applies to other embodiments. Note that "monitoring imaging" is also referred to as "monitoring scanning". The scan control function 444 is an example of a control unit.

表示制御機能445は、各機能による処理結果などのデータを表示するようにディスプレイ42を制御する。例えば、表示制御機能445は、医用画像データに基づいて、医用画像をディスプレイ42に表示させる。表示制御機能445は、表示制御部の一例である。 The display control function 445 controls the display 42 to display data such as processing results by each function. For example, the display control function 445 causes the display 42 to display a medical image based on medical image data. The display control function 445 is an example of a display control unit.

なお、システム制御機能441、画像生成機能442、推定機能443、スキャン制御機能444、表示制御機能445は、一つの基板の処理回路44により実装されてもよいし、複数の基板の処理回路44により分散して実装されてもよい。同様に、コンソール装置40は、単一のコンソールにて複数の機能を実行するものとして説明したが、複数の機能を別々のコンソールが実行することにしても構わない。 Note that the system control function 441, the image generation function 442, the estimation function 443, the scan control function 444, and the display control function 445 may be implemented by the processing circuit 44 of one substrate, or may be implemented by the processing circuits 44 of a plurality of substrates. It may be implemented in a distributed manner. Similarly, although console device 40 has been described as performing multiple functions with a single console, multiple functions may be performed by separate consoles.

通信インターフェース45は、有線、無線又はその両方にて外部装置と通信するための回路である。外部装置は、この例ではインジェクタ50であるが、これに限定されない。外部装置は、例えば、モダリティ、画像処理装置、放射線部門情報管理システム(RIS:Radiological Information System)、病院情報システム(HIS:Hospital Information System)及びPACS(Picture Archiving and Communication System)等のシステムに含まれるサーバ、あるいは他のワークステーション等としてもよい。
インジェクタ50は、スキャン制御機能444から通信された注入量及び注入速度に応じて、被検体Pに造影剤を注入する。
The communication interface 45 is a circuit for communicating with an external device by wire, radio, or both. The external device is the injector 50 in this example, but is not limited to this. External devices include, for example, modality, image processing device, radiology department information management system (RIS: Radiological Information System), hospital information system (HIS: Hospital Information System) and PACS (Picture Archiving and Communication System), etc. It may be a server, or another workstation or the like.
The injector 50 injects the contrast medium into the subject P according to the injection amount and injection speed communicated from the scan control function 444 .

次に、以上のように構成されたX線CT装置の動作について図2のフローチャート及び図3の模式図を用いて説明する。 Next, the operation of the X-ray CT apparatus configured as described above will be described with reference to the flow chart of FIG. 2 and the schematic diagram of FIG.

始めに、X線CT装置1は、図示しない通信インターフェースを介して検査予約システム等から検査対象の被検体に関する被検体情報(患者情報)を取得する。被検体情報は、患者ID、患者名、生年月日、年齢、体重、性別、検査部位である。なお、被検体情報は、被検体のインプラントを示すインプラント情報を含んでもよい。 First, the X-ray CT apparatus 1 acquires subject information (patient information) regarding a subject to be examined from an examination reservation system or the like via a communication interface (not shown). The subject information includes patient ID, patient name, date of birth, age, weight, sex, and examination site. The subject information may include implant information indicating the subject's implant.

続いて、ステップST1の造影セットアップが実行される。X線CT装置1においては、操作者により、天板33上に被検体Pが載置された後、図3に示すように、被検体Pの右腕の静脈にインジェクタ50の管が挿入される。なお、造影セットアップは、位置決め撮影後に行ってもよい。 Subsequently, the imaging setup of step ST1 is executed. In the X-ray CT apparatus 1, after the subject P is placed on the top plate 33 by the operator, the injector 50 is inserted into the vein of the right arm of the subject P as shown in FIG. . Note that contrast setup may be performed after positioning imaging.

ステップST1の後、ステップST2において、スキャン制御機能444は、操作者による入力インターフェース43の操作に応じて、位置決め撮影用の撮影条件を含む撮影計画を設定する。 After step ST1, in step ST2, the scan control function 444 sets an imaging plan including imaging conditions for positioning imaging according to the operation of the input interface 43 by the operator.

ステップST2の後、ステップST3において、スキャン制御機能444は、スキャン範囲、関心領域、撮影条件等を決定するための被検体Pの位置決め画像データを取得する。 After step ST2, in step ST3, the scan control function 444 acquires positioning image data of the subject P for determining the scan range, region of interest, imaging conditions, and the like.

例えば、位置決め画像データの取得に際し、ヘリカルスキャン或いはノンヘリカルスキャンによって被検体Pに対する全周分の投影データを収集する。ここで、スキャン制御機能444は、被検体Pの心臓を含む胸部全体などの広範囲に対して本スキャンよりも低線量でヘリカルスキャン或いはノンヘリカルスキャンを実行する。ノンヘリカルスキャンとしては、例えば、天板33の位置を一定間隔で移動させた都度、天板33が停止した状態でスキャンを行うステップアンドシュート方式が実行される。 For example, when acquiring positioning image data, projection data for the entire circumference of the subject P is acquired by helical scanning or non-helical scanning. Here, the scan control function 444 executes a helical scan or a non-helical scan over a wide range such as the whole chest including the heart of the subject P with a dose lower than that of the main scan. As the non-helical scan, for example, a step-and-shoot method is executed in which scanning is performed while the top plate 33 is stopped each time the position of the top plate 33 is moved at regular intervals.

このように、スキャン制御機能444が被検体に対する全周分の検出データを収集することで、画像生成機能442が、3次元のX線CT画像データ(ボリュームデータ)を再構成することができ、再構成したボリュームデータに基づいて、任意の方向に応じた2次元の位置決め画像データを生成してもよい。また、位置決め画像データは、前述のボリュームデータを用いることで、3次元の位置決め画像データとして扱うことも可能である。 In this way, the scan control function 444 collects detection data for the entire circumference of the subject, so that the image generation function 442 can reconstruct three-dimensional X-ray CT image data (volume data). Two-dimensional positioning image data corresponding to an arbitrary direction may be generated based on the reconstructed volume data. The positioning image data can also be treated as three-dimensional positioning image data by using the volume data described above.

ステップST3の完了後、ステップST4において、スキャン制御機能444は、操作者による入力インターフェース43の操作に応じて、被検体Pのモニタリング撮影を行うためのモニタリング条件を設定する。モニタリング条件は、造影条件及び撮影条件を含んでいる。造影条件は、例えば、造影剤の注入速度、注入量、注入時間が示されている。また、スキャン制御機能444は、操作者による入力インターフェース43の操作により、位置決め画像上に、モニタリング撮影のための関心領域を設定する。 After step ST3 is completed, in step ST4, the scan control function 444 sets monitoring conditions for performing monitoring imaging of the subject P according to the operation of the input interface 43 by the operator. Monitoring conditions include imaging conditions and imaging conditions. Contrast conditions include, for example, the injection speed, injection amount, and injection time of the contrast agent. Further, the scan control function 444 sets a region of interest for monitoring imaging on the positioning image by the operation of the input interface 43 by the operator.

ステップST4の後、ステップST5にてモニタリング撮影が実行される。このとき、スキャン制御機能444は、造影条件に基づいて、被検体Pに造影剤を注入するインジェクタ50を制御する。また、スキャン制御機能444は、撮影条件に基づいて、モニタリング撮影を実行するようにX線源とX線検出器12とを制御する。 After step ST4, monitoring photography is performed in step ST5. At this time, the scan control function 444 controls the injector 50 that injects the contrast medium into the subject P based on the contrast conditions. Also, the scan control function 444 controls the X-ray source and the X-ray detector 12 to perform monitoring imaging based on imaging conditions.

モニタリング撮影中、画像生成機能442は、X線検出器12からDAS18を介して出力された投影データに対して再構成処理を行い、複数の医用画像データ(モニタリング画像データ)を順次、生成してメモリ41に保存する。推定機能443は、メモリ41内の複数の医用画像データから特徴的な動きに対応する心拍タイミングを計算し(ステップST6)、心拍タイミング間の心位相のうち、心臓の動きの小さい静止位相を推定する。ステップST6は、例えば、複数の医用画像データに基づいて、心臓の動きの大きさを時系列に沿って表す動きグラフを作成し、動きグラフ内の特徴的な動きの時間間隔に基づいて心拍タイミングを計算する。また、動きグラフ内の動きの小さい領域に基づいて静止位相を推定する。 During monitoring imaging, the image generation function 442 performs reconstruction processing on projection data output from the X-ray detector 12 via the DAS 18, and sequentially generates a plurality of medical image data (monitoring image data). Save in memory 41 . The estimating function 443 calculates heartbeat timings corresponding to characteristic motions from the plurality of medical image data in the memory 41 (step ST6), and estimates the stationary phase with the small heart motion among the cardiac phases between the heartbeat timings. do. In step ST6, for example, based on a plurality of pieces of medical image data, a motion graph is created that represents the magnitude of the motion of the heart in chronological order, and the heartbeat timing is calculated based on the time intervals of characteristic motions in the motion graph. to calculate It also estimates the stationary phase based on regions of low motion in the motion graph.

ステップST6の後、スキャン制御機能444は、医用画像データの関心領域ROIの画素における造影剤の濃度の指標値が閾値に到達したか否かを判定する(ステップST7)。この判定は、例えば、関心領域ROIの画素のCT値(指標値)を時系列で表す時間濃度曲線(time density curve:TDC)を作成し、CT値と閾値とを比較して行う。なお、ステップST7の判定は、必ずしもTDCを作成する必要はなく、指標値と閾値とを比較すれば実行可能である。ステップST7の判定の結果、否の場合には、ステップST5~ST6を継続して実行する。 After step ST6, the scan control function 444 determines whether or not the index value of the concentration of the contrast agent in the pixels of the region of interest ROI of the medical image data has reached the threshold value (step ST7). This determination is performed, for example, by creating a time density curve (TDC) representing the CT values (index values) of pixels in the region of interest ROI in time series and comparing the CT values with a threshold value. It should be noted that the determination in step ST7 does not necessarily need to create a TDC, and can be performed by comparing the index value and the threshold value. If the result of determination in step ST7 is NO, steps ST5 and ST6 are continuously executed.

一方、CT値が閾値に到達すると、スキャン制御機能444は、本スキャンに適した造影具合と判定し、モニタリング撮影を終了する。また、推定機能443は、CT値が閾値に到達すると、当該到達したときから最初の静止位相のタイミングを推定する(ステップST8)。すなわち、推定機能443は、CT値が閾値以上の時期における静止位相のタイミングを推定する。 On the other hand, when the CT value reaches the threshold, the scan control function 444 determines that the contrast enhancement condition is suitable for the main scan, and terminates the monitoring imaging. Further, when the CT value reaches the threshold value, the estimation function 443 estimates the timing of the first stationary phase from the time of the arrival (step ST8). That is, the estimation function 443 estimates the timing of the static phase when the CT value is equal to or greater than the threshold.

ステップST8の後、ステップST9にて、スキャン制御機能444は、当該推定されたタイミングに基づいて、本スキャンを実行するようにX線源とX線検出器12とを制御する。この本スキャンは、例えば、1回転のスキャンで心臓全体を撮影可能なボリュームスキャンである。 After step ST8, in step ST9, the scan control function 444 controls the X-ray source and the X-ray detector 12 to execute the main scan based on the estimated timing. This main scan is, for example, a volume scan capable of imaging the entire heart in one rotation scan.

本スキャン中、画像生成機能442は、X線検出器12からDAS18を介して出力された投影データに対して再構成処理を行い、医用画像データ(断層像データやボリュームデータ)を生成してメモリ41に保存する。なお、ボリュームデータは、再構成された複数の断層像データを補間処理することにより生成される。 During the main scan, the image generation function 442 performs reconstruction processing on the projection data output from the X-ray detector 12 via the DAS 18, generates medical image data (tomographic image data and volume data), and stores them in memory. Save to 41. Note that volume data is generated by interpolating a plurality of reconstructed tomogram data.

スキャン制御機能444は、本スキャンで得られた医用画像データ(断層像データ)の心位相が静止位相か否かを判定し(ステップST10)、静止位相であれば、本スキャンを終了するようにX線源とX線検出器12とを制御する。これにより、本スキャンを終了する。一方、ステップST10の判定の結果、否の場合には、スキャン制御機能444は、ステップST10の処理を継続する。 The scan control function 444 determines whether or not the cardiac phase of the medical image data (tomographic image data) obtained in the main scan is the stationary phase (step ST10). It controls the X-ray source and the X-ray detector 12 . This completes the main scan. On the other hand, if the result of determination in step ST10 is NO, the scan control function 444 continues the process of step ST10.

上述したように第1の実施形態によれば、被検体に造影剤を注入した状態で経時的に撮影された複数の医用画像データを記憶する。複数の医用画像データから被検体の心臓の静止位相を推定する。複数の医用画像データの各々の関心領域の画素における造影剤の濃度の指標値が閾値以上の時期における静止位相のタイミングを推定する。当該タイミングに基づいて、本スキャンを実行するように撮影系を制御する。 As described above, according to the first embodiment, a plurality of pieces of medical image data captured over time while a contrast medium is being injected into a subject are stored. A stationary phase of the subject's heart is estimated from a plurality of pieces of medical image data. The timing of the stationary phase is estimated at the time when the index value of the concentration of the contrast medium in the pixels of the region of interest of each of the plurality of medical image data is equal to or greater than the threshold. Based on the timing, the imaging system is controlled to execute the main scan.

このように、造影剤を注入して心臓の静止位相の医用画像データを撮影する際に、心電計を装着する作業を省略したことにより、血管観察用のCT撮影のワークフローを改善することができる。改善後のワークフローは、通常の非同期造影撮影と同様の準備・設定等を行うワークフローである。改善後のワークフローは、静止位相のタイミングがモニタリング画像から推測されるため、撮影タイミングに関する詳細な条件設定が不要であり、ユーザの負担が軽減されている。 In this way, the workflow of CT imaging for blood vessel observation can be improved by omitting the work of attaching an electrocardiograph when injecting a contrast medium and capturing medical image data of the heart in the stationary phase. can. The improved workflow is a workflow for performing preparations, settings, etc., similar to those for normal asynchronous contrast-enhanced imaging. In the improved workflow, the static phase timing is estimated from the monitoring image, so there is no need to set detailed conditions regarding the imaging timing, and the burden on the user is reduced.

詳しくは、心電計や心電計に代わる追加の装置を用いず、造影剤によるモニタリング画像を用いて心拍タイミングを計算する。また、モニタリング画像から造影剤の到達を計測すると共に、次の静止位相のタイミングを推定する。従って、心電計を用いなくても、心電計を用いた場合と同様に、造影剤による高いコントラストを有し、静止位相の状態で心臓のCT撮影が可能になる。また、心電計の精度に撮影タイミングが左右されず、ノイズやR波が飛んでしまうといった心電計に起因したエラーが生じない。 Specifically, without using an electrocardiograph or an additional device to replace the electrocardiograph, the heartbeat timing is calculated using a monitoring image with a contrast agent. Also, the arrival of the contrast medium is measured from the monitoring image, and the timing of the next stationary phase is estimated. Therefore, even without using an electrocardiograph, it is possible to perform CT imaging of the heart in the static phase state with high contrast due to the contrast medium, as in the case of using an electrocardiograph. In addition, the timing of imaging is not affected by the accuracy of the electrocardiograph, and errors due to the electrocardiograph, such as noise and skipping of R waves, do not occur.

また、従来の冠動脈CTAでは、モニタリング撮影でCT値が閾値に到達した際に、次のR波に基づき、本スキャンを実行するので、少なくとも1秒程度のタイムラグが生じる。 Further, in the conventional coronary artery CTA, when the CT value reaches the threshold value in the monitoring imaging, the main scan is executed based on the next R wave, so there is a time lag of at least about 1 second.

これに対し、本実施形態によれば、指標値が閾値に到達すると、当該到達したときから最初の静止位相のタイミングを推定する構成により、当該到達した際に、次のR波よりも前に本スキャンを実行可能である。このため、タイムラグの発生を阻止することができる。 On the other hand, according to the present embodiment, when the index value reaches the threshold value, the timing of the first stationary phase is estimated from the time when the index value reaches the threshold value. Main scan can be executed. Therefore, the occurrence of time lag can be prevented.

これに加え、本実施形態によれば、モニタリング撮影と心拍推定とを並行して行う構成により、被曝量を通常の造影検査以上に増やすことがない。比較例として、モニタリング撮影とは別に、本スキャンよりも低線量の準備撮影を行い、得られた心臓の画像に基づいて心拍推定を行う場合には、準備撮影の分だけ被曝量を増やすことになってしまう。 In addition, according to the present embodiment, since the monitoring imaging and the heart rate estimation are performed in parallel, the exposure dose is not increased more than that of the normal contrast imaging examination. As a comparative example, in addition to monitoring imaging, preparatory imaging with a lower dose than the main scan is performed, and heartbeat estimation is performed based on the obtained heart image. turn into.

<変形例>
次に、第1の実施形態の変形例について述べる。
<Modification>
Next, a modified example of the first embodiment will be described.

変形例は、第1の実施形態に比べ、被曝量の低減を図る観点から、推定機能443における第2推定機能の構成を変形している。具体的には、変形例に係る第2推定機能は、造影剤の濃度の指標値が閾値に到達する前に、当該指標値が閾値を超えるタイミングを推定し、当該推定したタイミングから最初の静止位相のタイミングを推定する。 The modification modifies the configuration of the second estimation function in the estimation function 443 from the viewpoint of reducing the exposure dose compared to the first embodiment. Specifically, the second estimation function according to the modification estimates the timing at which the index value of the concentration of the contrast agent exceeds the threshold before the index value reaches the threshold, and the first stationary state from the estimated timing. Estimate phase timing.

他の部分の構成は、第1の実施形態と同様である。 The configuration of other parts is the same as that of the first embodiment.

次に、以上のように構成されたX線CT装置の変形例の動作について図4のフローチャート及び図5の模式図を用いて説明する。この変形例の動作は、図2のステップST7,ST8に代えて、図4に示す如きステップST7A,ST8Aを行うものである。 Next, the operation of the modified example of the X-ray CT apparatus configured as described above will be described with reference to the flow chart of FIG. 4 and the schematic diagram of FIG. The operation of this modification is to perform steps ST7A and ST8A as shown in FIG. 4 instead of steps ST7 and ST8 in FIG.

すなわち、X線CT装置1は、前述同様に、ステップST1~ST6を実行し、心拍タイミングを計算し、静止位相を推定する。 That is, the X-ray CT apparatus 1 executes steps ST1 to ST6 in the same manner as described above, calculates the heartbeat timing, and estimates the stationary phase.

ステップST6の後、推定機能443は、図5に示すように、医用画像データの関心領域ROIの画素における造影剤の濃度の指標値が閾値に到達する前に、当該指標値が閾値を越えるタイミングt_thを推定したか否かを判定する(ステップST7A)。この判定は、例えば、指標値であるCT値と、TDC上のCT値の傾きと、閾値とに基づいて行う。具体的には例えば、CT値と閾値との差分が大きいときにはタイミングt_thを推定せず、CT値と閾値との差分が小さいときにタイミングt_thを推定する。タイミングt_thを推定する場合には、例えば、現在のCT値の傾きを外挿して閾値を超えるタイミングt_thを求めればよい。なお、CT値と閾値との差分が大きい場合、タイミングt_thを推定可能であるものの、途中でCT値の傾きが変わると、推定したタイミングt_thの誤差が大きくなる。このため、CT値と閾値との差分が大きいときにはタイミングt_thを推定しない動作を述べたが、本実施形態は、これに限定されない。ステップST7Aの判定の結果、否の場合には(時刻t1)、ステップST5~ST6を継続して実行する。 After step ST6, the estimation function 443 determines the timing at which the index value of the concentration of the contrast agent in the pixels of the region of interest ROI of the medical image data exceeds the threshold before the index value reaches the threshold, as shown in FIG. It is determined whether or not t_th has been estimated (step ST7A). This determination is performed, for example, based on the CT value, which is an index value, the slope of the CT value on TDC, and the threshold. Specifically, for example, the timing t_th is not estimated when the difference between the CT value and the threshold is large, and the timing t_th is estimated when the difference between the CT value and the threshold is small. When estimating the timing t_th, for example, the slope of the current CT value may be extrapolated to obtain the timing t_th exceeding the threshold. Note that when the difference between the CT value and the threshold is large, the timing t_th can be estimated, but if the slope of the CT value changes midway, the error of the estimated timing t_th increases. For this reason, the operation of not estimating the timing t_th when the difference between the CT value and the threshold is large has been described, but the present embodiment is not limited to this. If the result of determination in step ST7A is NO (time t1), steps ST5 and ST6 are continuously executed.

一方、CT値が閾値を超えるタイミングt_thを推定すると(時刻t2)、推定機能443は、スキャン制御機能444を制御して、モニタリング撮影を終了させる。なお、図5に示す動きグラフは、理解を容易にするため、モニタリング撮影及び本スキャンの各々を除いた期間(動きグラフを描けない期間)も記載している。また、推定機能443は、CT値が閾値を超えるタイミングt_thから最初の静止位相のタイミングt_phを推定する(ステップST8A)。例えば図5に示すように、心拍周期をTbとし、静止位相のタイミングt_phの心位相を80%とする。動きグラフから、現在の時刻t2に最も近い時刻で、心位相0%となるタイミングt_0を求める。当該タイミングt_0から、閾値を超えるタイミングt_thまでの時間(t_th-t_0)を心拍周期Tbで除算して100を乗じる。これにより、閾値を超えるタイミングt_thでの心位相p_th={(t_th-t_0)/Tb}×100(%)が得られる。例えば、p_thが30%として得られたとする。 On the other hand, when estimating the timing t_th at which the CT value exceeds the threshold (time t2), the estimation function 443 controls the scan control function 444 to end the monitoring imaging. For ease of understanding, the motion graph shown in FIG. 5 also includes periods (periods in which the motion graph cannot be drawn) excluding monitoring imaging and main scanning. The estimation function 443 also estimates the timing t_ph of the first stationary phase from the timing t_th at which the CT value exceeds the threshold (step ST8A). For example, as shown in FIG. 5, the heartbeat period is Tb, and the cardiac phase of timing t_ph of the stationary phase is 80%. From the motion graph, the timing t_0 at which the cardiac phase is 0%, which is closest to the current time t2, is obtained. The time from the timing t_0 to the timing t_th when the threshold value is exceeded (t_th−t_0) is divided by the heartbeat period Tb and multiplied by 100. As a result, the cardiac phase p_th={(t_th−t_0)/Tb}×100(%) at the timing t_th exceeding the threshold is obtained. For example, suppose p_th is obtained as 30%.

従って、閾値を超えるタイミングt_thから最初の静止位相のタイミングt_phは、80%-30%=50%であることから、心拍周期Tbの50%の時間を、閾値を超えるタイミングt_thに加算して得られる。すなわち、静止位相のタイミングt_phは、例えば、次式に示すように得られる。 Therefore, since the timing t_ph of the first stationary phase from the timing t_th exceeding the threshold is 80%−30%=50%, the time of 50% of the heartbeat cycle Tb is added to the timing t_th exceeding the threshold. be done. That is, the stationary phase timing t_ph is obtained, for example, as shown in the following equation.

t_ph=(0.8-p_th)Tb+t_th
ステップST8Aの後、X線CT装置1は、前述同様に、ステップST9~ST10が実行され、本スキャンが終了する。
t_ph = (0.8-p_th) Tb + t_th
After step ST8A, the X-ray CT apparatus 1 performs steps ST9 to ST10 in the same manner as described above, and the main scan ends.

以上のような変形例によれば、指標値が閾値に到達する前に、当該指標値が閾値を超えるタイミングを推定し、当該推定したタイミングから最初の静止位相のタイミングを推定する。これにより、指標値が閾値に達する前にモニタリング撮影を終了して本スキャンの撮影待ち状態に移行できるため、第1の実施形態の作用効果に加え、指標値が閾値に達する前の時刻t2と、閾値を超えるタイミングt_thとの間の被曝量を削減できる。 According to the modified example described above, the timing at which the index value exceeds the threshold value is estimated before the index value reaches the threshold value, and the timing of the first stationary phase is estimated from the estimated timing. As a result, monitoring imaging can be completed before the index value reaches the threshold value, and the state can shift to the imaging standby state for the main scan. , and the timing t_th exceeding the threshold can be reduced.

<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態に係るX線CT装置について図6乃至図9の模式図を用いて説明する。
第2の実施形態は、第1の実施形態の具体例であり、処理回路44の推定機能443における第1推定機能の様々な例を示している。すなわち、第1推定機能が静止位相を推定する場合、例えば、(a)フレーム間差分を用いる方法、(b)パターンマッチングを用いる方法、(c)オプティカルフローを用いる方法、が適宜、使用可能となっている。詳しくは、図6に示すように、モニタリング画像である複数の医用画像データから、心臓の動きを時系列に示す動きグラフを作成し、動きグラフから静止位相を推定する場合に、上記方法(a)~(c)等が適宜、使用可能となっている。なお、図6に示したモニタリング画像の絵柄は、心臓が動いていることを模式的に表すものであり、実際のモニタリング画像の絵柄とは異なる。実際のモニタリング画像の絵柄は、図3に示したモニタリング画像と同様のアキシャル画像の絵柄である。画像の絵柄については、他の図面でも同様である。
<Second embodiment>
Next, an X-ray CT apparatus according to a second embodiment will be described with reference to schematic diagrams of FIGS. 6 to 9. FIG.
The second embodiment is a specific example of the first embodiment, and shows various examples of the first estimation function in the estimation function 443 of the processing circuit 44. FIG. That is, when the first estimation function estimates the stationary phase, for example, (a) a method using inter-frame differences, (b) a method using pattern matching, and (c) a method using optical flow can be used as appropriate. It's becoming Specifically, as shown in FIG. 6, when a motion graph showing the motion of the heart in time series is created from a plurality of medical image data, which are monitoring images, and the stationary phase is estimated from the motion graph, the above method (a ) to (c) can be used as appropriate. The pattern of the monitoring image shown in FIG. 6 schematically shows that the heart is beating, and differs from the pattern of the actual monitoring image. The pattern of the actual monitoring image is the pattern of the axial image similar to the monitoring image shown in FIG. The pattern of the image is the same in other drawings.

ここで、(a)のフレーム間差分を用いる場合について述べる。この場合、第1推定機能は、前述した構成において、複数の医用画像データ間で情報の差分をとることにより、差分の時系列データを算出し、当該差分の時系列データに基づいて静止位相を推定する。具体的には、第1推定機能は、図7に示すように、時系列に沿って連続したモニタリング画像i1,i2間で情報の差分を取り、拍動変動情報(心拍タイミング)を算出し、拍動変動情報に基づく1心拍内の静止位相を推定する。情報の差分としては、モニタリング画像の関心領域以外の領域間のCT値の差分としてもよく、拍動変動情報としては、当該CT値の差分の時系列データとしてもよい。あるいは、情報の差分としては、モニタリング画像i1,i2の関心領域以外の領域間のヒストグラムh1,h2の差分としてもよく、拍動変動情報としては、当該ヒストグラムh1,h2の差分の時系列データとしてもよい。ヒストグラムh1,h2は、縦軸が頻度、横軸がCT値である。なお、関心領域以外の領域間の差分をとる理由は、関心領域のCT値が心臓の動きよりも造影剤の濃度に大きく影響されるためである。また、CT値又はヒストグラムh1,h2の差分を取る前に、モニタリング画像i1,i2に対してエッジ強調等の画像処理を実施してもよい。 Here, the case of using the inter-frame difference of (a) will be described. In this case, the first estimating function, in the configuration described above, calculates difference time-series data by taking information differences between a plurality of pieces of medical image data, and calculates the stationary phase based on the difference time-series data. presume. Specifically, as shown in FIG. 7, the first estimating function obtains the information difference between the monitoring images i1 and i2 that are continuous along the time series, calculates the heartbeat variation information (heartbeat timing), A stationary phase within one heartbeat is estimated based on the pulsatile variability information. The difference in information may be the difference in CT values between regions other than the region of interest in the monitoring image, and the pulsatility variation information may be time-series data of the difference in CT values. Alternatively, the information difference may be the difference between the histograms h1 and h2 between the regions other than the region of interest of the monitoring images i1 and i2, and the pulsation fluctuation information may be time-series data of the difference between the histograms h1 and h2. good too. The histograms h1 and h2 have the frequency on the vertical axis and the CT value on the horizontal axis. The reason why the difference between regions other than the region of interest is taken is that the CT value of the region of interest is more influenced by the concentration of the contrast agent than by the movement of the heart. Further, image processing such as edge enhancement may be performed on the monitoring images i1 and i2 before obtaining the difference between the CT values or the histograms h1 and h2.

次に、(b)のパターンマッチングを用いる場合について述べる。この場合、第1推定機能は、前述した構成において、複数の医用画像データの各々に対してパターンマッチングを行うことにより、複数の医用画像データにおけるパターンの移動量を算出し、当該パターンの移動量に基づいて静止位相を推定する。具体的には、第1推定機能は、図8に示すように、モニタリング画像内の所定部分を追跡用のパターンptとして設定し、モニタリング画像i1,i2,…毎にパターンptの位置を追跡し、パターンptの位置の変化に基づいて心拍タイミングを算出する。算出した心拍タイミングに基づく1心拍内の静止位相を推定する。追跡用パターンは手動で設定してもよいし、システムによって自動的に決定されてもよい。 Next, the case of using pattern matching in (b) will be described. In this case, the first estimation function performs pattern matching on each of the plurality of pieces of medical image data in the configuration described above to calculate the amount of movement of the pattern in the plurality of pieces of medical image data, and calculates the amount of movement of the pattern. Estimate the stationary phase based on Specifically, as shown in FIG. 8, the first estimation function sets a predetermined portion in the monitoring image as a pattern pt for tracking, and tracks the position of the pattern pt for each of the monitoring images i1, i2, . , the heartbeat timing is calculated based on the change in the position of the pattern pt. A stationary phase within one heartbeat is estimated based on the calculated heartbeat timing. Tracking patterns may be set manually or automatically determined by the system.

最後に、(c)のオブティカルフローを用いる場合について述べる。この場合、第1推定機能は、前述した構成において、複数の医用画像データ間の動きベクトルを算出し、当該動きベクトルに基づいて静止位相を推定する。具体的には、第1推定機能は、図9に示すように、時系列に沿って連続したモニタリング画像i1,i2に対して動きベクトルを算出し、当該動きベクトルの絶対値の変化に応じて、心拍タイミングを算出する。算出した心拍タイミングに基づく1心拍内の静止位相を推定する。なお、心拍タイミングは、算出した動きベクトルのうちの少なくとも一部の動きベクトルに基づいて算出すればよい。 Finally, the case of using the optical flow of (c) will be described. In this case, the first estimation function, in the configuration described above, calculates a motion vector between a plurality of pieces of medical image data, and estimates the stationary phase based on the motion vector. Specifically, as shown in FIG. 9, the first estimation function calculates a motion vector for continuous monitoring images i1 and i2 along the time series, and according to changes in absolute values of the motion vectors, , to calculate the heartbeat timing. A stationary phase within one heartbeat is estimated based on the calculated heartbeat timing. Note that the heartbeat timing may be calculated based on at least part of the calculated motion vectors.

他の部分の構成は、第1の実施形態と同様である。
以上のような構成をもつ第2の実施形態によれば、前述したステップST6において、フレーム間差分を用いる場合、複数の医用画像データ間で情報の差分をとることにより、差分の時系列データを算出し、当該差分の時系列データに基づいて静止位相を推定する。
The configuration of other parts is the same as that of the first embodiment.
According to the second embodiment having the configuration as described above, when the inter-frame difference is used in step ST6 described above, the time-series data of the difference is obtained by taking the information difference between a plurality of pieces of medical image data. Then, the stationary phase is estimated based on the time-series data of the difference.

あるいはステップST6において、パターンマッチングを用いる場合、複数の医用画像データの各々に対してパターンマッチングを行うことにより、複数の医用画像データにおけるパターンの移動量を算出し、当該パターンの移動量に基づいて静止位相を推定する。 Alternatively, in step ST6, when pattern matching is used, by performing pattern matching on each of the plurality of medical image data, the amount of movement of the pattern in the plurality of medical image data is calculated, and based on the amount of movement of the pattern Estimate the stationary phase.

また、あるいはステップST6において、オプティカルフローを用いる場合、複数の医用画像データ間の動きベクトルを算出し、当該動きベクトルに基づいて静止位相を推定する。 Alternatively, in step ST6, when optical flow is used, a motion vector between a plurality of pieces of medical image data is calculated, and the static phase is estimated based on the motion vector.

従って、情報の差分、パターンマッチング又は動きベクトルなどを用いる構成により、第1の実施形態又はその変形例と同様の作用効果に加え、様々な方法で静止位相を推定することができる。 Therefore, by using a configuration using information difference, pattern matching, motion vector, or the like, it is possible to estimate the stationary phase by various methods in addition to the same effects as those of the first embodiment or its modification.

<第3の実施形態>
次に、第3の実施形態に係るX線CT装置について説明する。
第3の実施形態は、第1又は第2の実施形態の具体例であり、本スキャンの終了判定としてのステップST10において、本スキャンで撮影したCT画像の心位相が静止位相か否かを判定するための例を示している。
<Third Embodiment>
Next, an X-ray CT apparatus according to the third embodiment will be explained.
The third embodiment is a specific example of the first or second embodiment, and in step ST10 for judging the end of the main scan, it is judged whether or not the cardiac phase of the CT image taken in the main scan is the stationary phase. It shows an example for

これに伴い、メモリ41は、前述した構成に加え、複数の医用画像データのうち、心臓の1心拍分の各々の医用画像データを当該心臓の心位相に対応付けて記憶する。例えば、メモリ41は、DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)規格に準拠したデータ形式のファイルとして、互いに関連付けられた医用画像データと付帯情報とを有する医用画像ファイルを記録する。ここで、医用画像データの付帯情報に心位相を含めることにより、医用画像データを心位相に対応付けて記憶する。また、1心拍分の各々の医用画像データは、モニタリング撮影時に得られた各々のモニタリング画像データである。これら1心拍分の各々の医用画像データの集合をリストと呼んでもよい。このリストは、心位相対応リストやモニタリング画像リストといった任意の名称を付してもよい。 Along with this, in addition to the configuration described above, the memory 41 stores each piece of medical image data for one heart beat among the plurality of pieces of medical image data in association with the cardiac phase of the heart. For example, the memory 41 records a medical image file having medical image data and additional information associated with each other as a file in a data format conforming to the DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) standard. Here, by including the cardiac phase in the incidental information of the medical image data, the medical image data is stored in association with the cardiac phase. Further, each piece of medical image data for one heartbeat is each piece of monitoring image data obtained during monitoring imaging. A set of each medical image data for one heartbeat may be called a list. This list may be given an arbitrary name such as a cardiac phase correspondence list or a monitoring image list.

スキャン制御機能444は、前述した構成に加え、本スキャンの実行中に得られた医用画像データと、心位相のうちの静止位相に対応付けて記憶された医用画像データとを比較し、比較結果が許容範囲内にあるとき、本スキャンを終了するように撮影系を制御する。具体的には、静止位相のうちの目標位相に対応付けて記憶された医用画像データが比較に用いられる。また、比較結果が許容範囲外にあるとき、本スキャンの撮影時間が許容時間内にあれば本スキャンを継続し、許容時間外であれば本スキャンを終了するように撮影系を制御する。 In addition to the configuration described above, the scan control function 444 compares the medical image data obtained during execution of the main scan with the medical image data stored in association with the stationary phase of the cardiac phase, and outputs the comparison result. is within the allowable range, the imaging system is controlled to end the main scan. Specifically, the medical image data stored in association with the target phase among the static phases is used for comparison. Further, when the comparison result is out of the allowable range, the photographing system is controlled so as to continue the main scan if the photographing time of the main scan is within the allowable time, and to end the main scan if it is outside the allowable time.

他の部分の構成は、第1又は第2の実施形態と同様である。
次に、以上のように構成されたX線CT装置の動作について図10のフローチャート及び図11乃至図12の模式図を用いて説明する。この動作は、図2又は図4のステップST10において、ステップST10-1~ST10-5を行うものである。
The configuration of other parts is the same as in the first or second embodiment.
Next, the operation of the X-ray CT apparatus configured as described above will be described with reference to the flow chart of FIG. 10 and the schematic diagrams of FIGS. This operation performs steps ST10-1 to ST10-5 in step ST10 of FIG. 2 or FIG.

すなわち、X線CT装置1は、前述同様に、ステップST1~ST9を実行し、本スキャンを実行する。但し、ステップST6で心拍タイミングを計算して静止位相を推定した後に、推定機能443は、被検体Pの心臓の1心拍分の各々の医用画像データを当該心臓の心位相に対応付けてメモリ41に書き込んでおく。 That is, the X-ray CT apparatus 1 performs steps ST1 to ST9 and performs the main scan in the same manner as described above. However, after calculating the heartbeat timing and estimating the stationary phase in step ST6, the estimating function 443 associates each piece of medical image data for one heartbeat of the subject P with the cardiac phase of the heart and stores it in the memory 41. write to

また、ステップST9の本スキャン中、前述同様に、画像生成機能442は、医用画像データを生成してメモリ41に保存する。 Further, during the main scan in step ST9, the image generation function 442 generates medical image data and stores it in the memory 41 as described above.

スキャン制御機能444は、図11に示すように、本スキャンの実行中に得られた医用画像データ(リアルタイム画像データ)と、当該心位相のうちの静止位相(内の目標位相)に対応付けて記憶された医用画像データとを比較する(ステップST10-1)。スキャン制御機能444は、この比較結果が許容範囲内にあるか否かを判定し(ステップST10-2)、比較結果が許容範囲内にあれば、スキャンを終了するようにX線源とX線検出器12とを制御する。これにより、本スキャンを終了する。図11に示す例では、曝射領域EM1が、動きグラフの値の小さい静止位相に対応している。 As shown in FIG. 11, the scan control function 444 associates the medical image data (real-time image data) obtained during execution of the main scan with the stationary phase (the target phase within) of the cardiac phase. It compares with the stored medical image data (step ST10-1). The scan control function 444 determines whether or not this comparison result is within the allowable range (step ST10-2). It controls the detector 12 . This completes the main scan. In the example shown in FIG. 11, the exposure area EM1 corresponds to a stationary phase with a small value in the motion graph.

一方、ステップST10-2の判定結果が否の場合、スキャン制御機能444は、目標位相までの時間を算出する(ステップST10-3)。例えば、リアルタイム画像に許容範囲内で一致するモニタリング画像をメモリ41から検索し、当該モニタリング画像の心位相と、目標位相のモニタリング画像の心位相との差分に基づいて、目標位相までの時間を算出する。例えば、リアルタイム画像に許容範囲内で一致するモニタリング画像の心位相p_rtが40%であり、目標位相のモニタリング画像p_tgの心位相が80%であるとする。このとき、2つの心位相の差分を心拍周期Tbによって時間に換算することにより、目標位相までの時間は、(p_tg-P_rt)×Tb=(0.8-0.4)Tb=0.4Tbとして算出される。 On the other hand, if the determination result in step ST10-2 is negative, the scan control function 444 calculates the time until the target phase (step ST10-3). For example, the memory 41 is searched for a monitoring image that matches the real-time image within an allowable range, and the time to the target phase is calculated based on the difference between the cardiac phase of the monitoring image and the cardiac phase of the monitoring image of the target phase. do. For example, assume that the monitoring image that matches the real-time image within an acceptable range has a cardiac phase p_rt of 40%, and the target phase monitoring image p_tg has a cardiac phase of 80%. At this time, by converting the difference between the two cardiac phases into time using the heartbeat cycle Tb, the time to the target phase is (p_tg−P_rt)×Tb=(0.8−0.4)Tb=0.4Tb calculated as

スキャン制御機能444は、現在までの本スキャンの撮影時間に、目標位相までの時間を延長した延長撮影時間が、許容時間内にあるか否かを判定し(ステップST10-4)、否の場合には、本スキャンを終了する。すなわち、延長撮影時間が長過ぎるときには、安全のために撮影を終了する。 The scan control function 444 determines whether or not the extended imaging time obtained by extending the time up to the target phase is within the allowable time (step ST10-4). end the main scan. That is, when the extended shooting time is too long, the shooting ends for safety.

これに対し、ステップST10-4の判定の結果、延長撮影時間が許容時間内にあるとき、スキャン制御機能444は、本スキャンの撮影を継続し(ステップST10-5)、ステップST10-1に戻る。この後、例えば図12に示すように、再度のステップST10-1及びST10-2の後、比較結果が許容範囲内にあることにより、本スキャンを終了する。図12に示す例では、延長撮影時間に対応する曝射領域EM2が、動きグラフの値の小さい静止位相に対応している。 On the other hand, if the result of determination in step ST10-4 is that the extended imaging time is within the allowable time, the scan control function 444 continues imaging for the main scan (step ST10-5) and returns to step ST10-1. . After that, as shown in FIG. 12, for example, after steps ST10-1 and ST10-2 again, the comparison result is within the allowable range, and the main scan ends. In the example shown in FIG. 12, the exposure area EM2 corresponding to the extended imaging time corresponds to the static phase with a small motion graph value.

上述したように第3の実施形態によれば、複数の医用画像データのうち、心臓の1心拍分の各々の医用画像データを当該心臓の心位相に対応付けて記憶する。本スキャンの実行中に得られた医用画像データと、当該心位相のうちの静止位相に対応付けて記憶された医用画像データとを比較し、比較結果が許容範囲内にあるとき、本スキャンを終了するように撮影系を制御する。これにより、第1又は第2の実施形態の効果に加え、本スキャンで撮影した医用画像データの心位相が静止位相であることを判定し、撮影失敗の可能性を低減することができる。 As described above, according to the third embodiment, among a plurality of pieces of medical image data, each piece of medical image data for one heart beat is stored in association with the cardiac phase of the heart. The medical image data obtained during the execution of the main scan is compared with the medical image data stored in association with the stationary phase of the cardiac phase, and when the comparison result is within the allowable range, the main scan is performed. Control the imaging system to finish. Thereby, in addition to the effect of the first or second embodiment, it is possible to determine that the cardiac phase of the medical image data captured in the main scan is the stationary phase, and reduce the possibility of imaging failure.

詳しくは、本スキャン時には、モニタリング画像から心位相に対応するリストを保持しておき、リスト内の静止位相における目標位相のモニタリング画像と、本スキャンのリアルタイム画像とを比較し、両者が整合すれば本スキャンを終了する。本スキャンのリアルタイム画像のタイミングで目標位相とのズレを検知した際には、撮影時間を延長することにより、再検査の可能性を低減する。なお、本スキャンを撮影するタイミングで長めの撮影時間を予め設定しておき、正常時には撮影を中断する方法としてもよく、心位相にズレが生じた時に、撮影時間を延長する方法としてもよい。また、心位相のズレの検出方法は、第2の実施形態における(a)~(c)のいずれの方法を用いてもよい。 Specifically, at the time of the main scan, a list corresponding to the cardiac phases from the monitoring images is maintained, and the monitoring image of the target phase at the rest phase in the list is compared with the real-time image of the main scan. Finish the main scan. When a deviation from the target phase is detected at the timing of the real-time image of the main scan, the imaging time is extended to reduce the possibility of re-inspection. Alternatively, a longer imaging time may be set in advance at the timing of imaging the main scan, and the imaging may be interrupted when normal, or the imaging time may be extended when a deviation occurs in the cardiac phase. Any of the methods (a) to (c) in the second embodiment may be used as the method for detecting a cardiac phase shift.

なお、第3の実施形態とは異なり、心電計を装着している場合には、心房細動(atrial fibrillation:AF)が起きると、R-R間隔が離れてしまうため、撮影時間が延長されてしまう。これに対し、第3の実施形態によれば、仮に心房細動が起きたとしても、本スキャンのリアルタイム画像が静止位相で撮影された旨を判定できれば、本スキャンを終了できる点で優れている。 Note that, unlike the third embodiment, when an electrocardiograph is worn, if atrial fibrillation (AF) occurs, the RR interval becomes longer, so the imaging time is extended. It will be done. In contrast, according to the third embodiment, even if atrial fibrillation occurs, if it can be determined that the real-time image of the main scan was taken in the stationary phase, the main scan can be terminated. .

<変形例1>
次に、第3の実施形態の変形例1について図13を用いて述べる。
変形例1は、第3の実施形態に比べ、モニタリング画像のリストの省略を図る観点から、ステップST10に代えて、ステップST10Aにおいて、フレーム間差分を用いる構成となっている。
<Modification 1>
Next, Modification 1 of the third embodiment will be described with reference to FIG.
Compared to the third embodiment, Modification 1 uses the inter-frame difference in step ST10A instead of step ST10 in order to omit the list of monitoring images.

これに伴い、メモリ41は、第1の実施形態と同様の構成となっている。 Along with this, the memory 41 has the same configuration as in the first embodiment.

スキャン制御機能444は、第1の実施形態の構成に加え、フレーム間差分を用いて静止位相か否かを判定し、判定結果が静止位相を示す場合には本スキャンを終了する。具体的には、スキャン制御機能444は、本スキャンの実行中に得られた複数の医用画像データ間で情報の差分をとることにより、差分の時系列データを算出し、当該差分の時系列データに基づいて静止位相を判定する。 In addition to the configuration of the first embodiment, the scan control function 444 uses the inter-frame difference to determine whether or not the phase is stationary, and terminates the main scan when the determination result indicates the stationary phase. Specifically, the scan control function 444 calculates difference time-series data by taking information differences between a plurality of pieces of medical image data obtained during execution of the main scan, and calculates time-series data of the differences. Determine the stationary phase based on .

他の部分の構成は、第1の実施形態と同様である。 The configuration of other parts is the same as that of the first embodiment.

以上のような構成をもつ変形例1によれば、前述同様にステップST1~ST9を実行した後、スキャン制御機能444が、ステップST10に代えて、ステップST10Aを実行する。ステップST10Aにおいて、スキャン制御機能444は、本スキャンの実行中に得られた複数の医用画像(リアルタイム画像)データ間で情報の差分を計算する(ステップST10A-1)。情報の差分は、前述同様に、CT値の差分でもよく、ヒストグラムの差分でもよい。 According to the modified example 1 having the configuration as described above, after steps ST1 to ST9 are executed in the same manner as described above, the scan control function 444 executes step ST10A instead of step ST10. In step ST10A, the scan control function 444 calculates information differences between a plurality of pieces of medical image (real-time image) data obtained during execution of the main scan (step ST10A-1). The difference in information may be the difference in CT values or the difference in histograms, as described above.

ステップST10A-1の後、スキャン制御機能444は、計算した差分が基準値より小さいか否かを判定し(ステップST10A-2)、否の場合にはステップST10A-1に戻る。ステップST10A-2の判定の結果、差分が基準値より小さい場合には、スキャン制御機能444は、小さい差分が一定時間続いたか否かを判定する(ステップST10A-3)。ステップST10A-3の判定の結果、否の場合にはステップST10A-1に戻る。ステップST10A-1~ST10A-2の継続により、ステップST10A-3の判定結果が、小さい差分が一定時間続いたことを示す場合には、スキャン制御機能444は、本スキャンを終了するように撮像系を制御する。これにより、本スキャンが終了する。 After step ST10A-1, the scan control function 444 determines whether or not the calculated difference is smaller than the reference value (step ST10A-2), and if not, returns to step ST10A-1. If the result of determination in step ST10A-2 is that the difference is smaller than the reference value, the scan control function 444 determines whether or not the small difference has continued for a certain period of time (step ST10A-3). If the result of determination in step ST10A-3 is NO, the process returns to step ST10A-1. By continuing steps ST10A-1 and ST10A-2, if the determination result of step ST10A-3 indicates that a small difference has continued for a certain period of time, the scan control function 444 instructs the imaging system to end the main scan. to control. This completes the main scan.

以上のような変形例1によれば、本スキャンの実行中に得られた複数の医用画像データ間で情報の差分をとることにより、差分の時系列データを算出し、当該差分の時系列データに基づいて静止位相を判定する。判定結果が静止位相を示す場合には本スキャンを終了するように撮像系を制御する。従って、第3の実施形態におけるモニタリング画像のリストを用いずに、第3の実施形態と同様に、本スキャンで撮影した医用画像データの心位相が静止位相であることを判定し、撮影失敗の可能性を低減することができる。 According to Modification 1 as described above, difference time-series data is calculated by taking information differences between a plurality of pieces of medical image data obtained during execution of the main scan, and time-series data of the differences are calculated. Determine the stationary phase based on . When the determination result indicates the stationary phase, the imaging system is controlled so as to end the main scan. Therefore, without using the list of monitoring images in the third embodiment, as in the third embodiment, it is determined that the cardiac phase of the medical image data captured in the main scan is the stationary phase, and the imaging failure is detected. Possibility can be reduced.

なお、変形例1は、第1の実施形態に適用する場合に限らず、第2の実施形態に適用してもよい。 Modification 1 may be applied not only to the first embodiment but also to the second embodiment.

<変形例2>
次に、第3の実施形態の変形例2について図14を用いて述べる。
変形例1は、第3の実施形態に比べ、延長撮影時間に関する計算の省略を図る観点から、ステップST10に代えて、ステップST10Bにおいて、フレーム間差分を用いる構成となっている。なお、ここでいう延長撮影時間に関する計算は、ステップST10-3~ST10-5に相当する。
<Modification 2>
Next, Modification 2 of the third embodiment will be described with reference to FIG.
Compared to the third embodiment, Modified Example 1 uses an inter-frame difference in step ST10B instead of step ST10 in order to omit calculations related to the extended shooting time. Note that the calculation regarding the extended imaging time here corresponds to steps ST10-3 to ST10-5.

これに伴い、メモリ41は、第3の実施形態と同様の構成となっている。 Along with this, the memory 41 has a configuration similar to that of the third embodiment.

スキャン制御機能444は、第3の実施形態の構成に加え、ステップST10-3~ST10-5の処理に代えて、フレーム間差分を用いて静止位相か否かを判定し、判定結果が静止位相を示す場合には本スキャンを終了する。具体的には、スキャン制御機能444は、本スキャンの実行中に得られた複数の医用画像データ間で情報の差分をとることにより、差分の時系列データを算出し、当該差分の時系列データに基づいて静止位相を判定する。 In addition to the configuration of the third embodiment, the scan control function 444 uses the inter-frame difference to determine whether or not the phase is stationary instead of performing the processing of steps ST10-3 to ST10-5. is shown, the main scan is terminated. Specifically, the scan control function 444 calculates difference time-series data by taking information differences between a plurality of pieces of medical image data obtained during execution of the main scan, and calculates time-series data of the differences. Determine the stationary phase based on .

他の部分の構成は、第3の実施形態と同様である。 The configuration of other parts is the same as that of the third embodiment.

以上のような構成をもつ変形例2によれば、前述同様にステップST1~ST9を実行した後、スキャン制御機能444が、ステップST10に代えて、ステップST10Bを実行する。ステップST10Bにおいて、スキャン制御機能444は、第3実施形態のステップST10-1~ST10-2と同様に、モニタリング画像のリストと、リアルタイム画像とを比較するステップST10B-1~ST10B-2を実行する。ステップST10B-2の判定結果が否の場合、スキャン制御機能444は、変形例1のステップST10A-1~ST10A-3と同様に、フレーム間差分を用いたステップST10B-3~ST10B-5を実行する。なお、ステップST10B-3は、ステップST10B-2の判定の結果、リアルタイム画像が静止位相にない場合に移行される処理である。このため、ステップST10B-3~ST10B-5は、リアルタイム画像が静止位相に対応するようになるまで、繰り返し実行される。ステップST10B-5の判定の結果、小さい差分が一定時間続いた場合には、前述同様に、本スキャンが終了する。 According to the modified example 2 having the configuration as described above, after steps ST1 to ST9 are executed in the same manner as described above, the scan control function 444 executes step ST10B instead of step ST10. In step ST10B, the scan control function 444 executes steps ST10B-1 to ST10B-2 for comparing the list of monitoring images and the real-time images, similarly to steps ST10-1 to ST10-2 of the third embodiment. . If the determination result of step ST10B-2 is negative, the scan control function 444 executes steps ST10B-3 to ST10B-5 using the inter-frame difference in the same way as steps ST10A-1 to ST10A-3 of Modification 1. do. Note that step ST10B-3 is processing that is shifted to when the real-time image is not in the static phase as a result of the determination in step ST10B-2. Therefore, steps ST10B-3 to ST10B-5 are repeatedly executed until the real-time image corresponds to the stationary phase. If the result of determination in step ST10B-5 is that a small difference has continued for a certain period of time, the main scan ends in the same manner as described above.

以上のような変形例2によれば、複数の医用画像データのうち、心臓の1心拍分の各々の医用画像データを当該心臓の心位相に対応付けて記憶する。本スキャンの実行中に得られた医用画像データと、当該心位相のうちの静止位相に対応付けて記憶された医用画像データとを比較し、比較結果が許容範囲内にあるとき、本スキャンを終了するように撮影系を制御する。一方、比較結果が許容範囲外にあるとき、本スキャンの実行中に得られた複数の医用画像データ間で情報の差分をとることにより、差分の時系列データを算出し、当該差分の時系列データに基づいて静止位相を判定する。判定結果が静止位相を示す場合には本スキャンを終了するように撮像系を制御する。従って、第3の実施形態における延長撮影時間に関する計算を省略しつつ、第3の実施形態と同様に、本スキャンで撮影した医用画像データの心位相が静止位相であることを判定し、撮影失敗の可能性を低減することができる。 According to Modified Example 2 as described above, each piece of medical image data for one heart beat among a plurality of pieces of medical image data is stored in association with the cardiac phase of the heart. The medical image data obtained during the execution of the main scan is compared with the medical image data stored in association with the stationary phase of the cardiac phase, and when the comparison result is within the allowable range, the main scan is performed. Control the imaging system to finish. On the other hand, when the comparison result is outside the allowable range, the time-series data of the difference is calculated by taking the information difference between the multiple pieces of medical image data obtained during the execution of the main scan, and the time-series data of the difference is calculated. A stationary phase is determined based on the data. When the determination result indicates the stationary phase, the imaging system is controlled so as to end the main scan. Therefore, while omitting the calculation related to the extended imaging time in the third embodiment, as in the third embodiment, it is determined that the cardiac phase of the medical image data captured in the main scan is the stationary phase, and imaging fails. can reduce the possibility of

なお、変形例2は、第1の実施形態に適用する場合に限らず、第2の実施形態に適用してもよい。 Modification 2 may be applied not only to the first embodiment but also to the second embodiment.

以上述べた少なくとも一つの実施形態によれば、被検体に造影剤を注入した状態で経時的に撮影された複数の医用画像データを記憶する。複数の医用画像データから被検体の心臓の静止位相を推定する。複数の医用画像データの各々の関心領域の画素における造影剤の濃度の指標値が閾値以上の時期における静止位相のタイミングを推定する。当該タイミングに基づいて、本スキャンを実行するように撮影系を制御する。 According to at least one embodiment described above, a plurality of pieces of medical image data captured over time while a contrast agent is being injected into a subject are stored. A stationary phase of the subject's heart is estimated from a plurality of pieces of medical image data. The timing of the stationary phase is estimated at the time when the index value of the concentration of the contrast medium in the pixels of the region of interest of each of the plurality of medical image data is equal to or greater than the threshold. Based on the timing, the imaging system is controlled to execute the main scan.

このように、造影剤を注入して心臓の静止位相の医用画像データを撮影する際に、心電計を装着する作業を省略したことにより、血管観察用のCT撮影のワークフローを改善することができる。 In this way, the workflow of CT imaging for blood vessel observation can be improved by omitting the work of attaching an electrocardiograph when injecting a contrast medium and capturing medical image data of the heart in the stationary phase. can.

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU、GPU、或いは、特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラマブル論理デバイス等の回路を意味する。プログラマブル論理デバイスには、例えば、単純プログラマブル論理デバイス(SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)等がある。「CPU」は、「Central Processing Unit」の略語である。「GPU」は、「Graphics Processing Unit」の略語である。「ASIC」は、Application Specific Integrated Circuit」の略語である。「SPLD」は、「Simple Programmable Logic Device」の略語である。「CPLD」は、「Complex Programmable Logic Device」の略語である。「FPGA」は、「Field Programmable Gate Array」の略語である。この種のプロセッサはメモリに保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、メモリにプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図1における複数の構成要素を1つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。 The term "processor" used in the above description means a circuit such as, for example, a CPU, a GPU, or an application specific integrated circuit (ASIC), programmable logic device, or the like. Programmable logic devices include, for example, Simple Programmable Logic Devices (SPLDs), Complex Programmable Logic Devices (CPLDs), and Field Programmable Gate Arrays (FPGAs). "CPU" is an abbreviation for "Central Processing Unit." "GPU" is an abbreviation for "Graphics Processing Unit." "ASIC" is an abbreviation for Application Specific Integrated Circuit. "SPLD" is an abbreviation for "Simple Programmable Logic Device". "CPLD" is an abbreviation for "Complex Programmable Logic Device". "FPGA" is an abbreviation for "Field Programmable Gate Array". This type of processor achieves its functions by reading and executing programs stored in memory. It should be noted that instead of storing the program in the memory, the program may be directly embedded in the circuit of the processor. In this case, the processor implements its functions by reading and executing the program embedded in the circuit. Note that each processor of the present embodiment is not limited to being configured as a single circuit for each processor, and may be configured as one processor by combining a plurality of independent circuits to realize its function. good. Furthermore, a plurality of components in FIG. 1 may be integrated into one processor to realize its functions.

なお、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。 It should be noted that although several embodiments of the invention have been described, these embodiments are provided 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 modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

1 X線CT装置
10 架台装置
11 X線管
12 X線検出器
13 回転フレーム
14 X線高電圧装置
15 制御装置
16 ウェッジ
17 コリメータ
18 DAS
19 FOV
30 寝台装置
31 基台
32 寝台駆動装置
33 天板
34 支持フレーム
40 コンソール装置
41 メモリ
42 ディスプレイ
43 入力インターフェース
44 処理回路
441 システム制御機能
442 画像生成機能
443 推定機能
444 スキャン制御機能
445 表示制御機能
50 インジェクタ
P 被検体
Reference Signs List 1 X-ray CT apparatus 10 Mounting device 11 X-ray tube 12 X-ray detector 13 Rotating frame 14 X-ray high voltage device 15 Control device 16 Wedge 17 Collimator 18 DAS
19 FOVs
30 bed device 31 base 32 bed drive device 33 top plate 34 support frame 40 console device 41 memory 42 display 43 input interface 44 processing circuit 441 system control function 442 image generation function 443 estimation function 444 scan control function 445 display control function 50 injector P Subject

Claims (8)

被検体に造影剤を注入した状態で経時的に撮影された複数の医用画像データを記憶するメモリと、
前記複数の医用画像データから前記被検体の心臓の静止位相を推定する第1推定部と、
前記複数の医用画像データの各々の関心領域の画素における前記造影剤の濃度の指標値が閾値以上の時期における前記静止位相のタイミングを推定する第2推定部と、
前記タイミングに基づいて、本スキャンを実行するように撮影系を制御する制御部と
を備え
前記指標値と前記閾値とを比較するための前記複数の医用画像データの撮影に並行して、前記第1推定部は、前記心臓の静止位相を推定する、X線CT装置。
a memory for storing a plurality of medical image data captured over time while a contrast agent is injected into the subject;
a first estimating unit that estimates a stationary phase of the heart of the subject from the plurality of medical image data;
a second estimation unit for estimating the timing of the stationary phase at a time when the index value of the concentration of the contrast agent in the pixels of the region of interest of each of the plurality of medical image data is equal to or greater than a threshold;
a control unit that controls the imaging system to perform the main scan based on the timing ,
The X-ray CT apparatus , wherein the first estimator estimates the resting phase of the heart in parallel with capturing the plurality of medical image data for comparing the index value and the threshold value .
前記第2推定部は、前記指標値が前記閾値に到達すると、当該到達したときから最初の前記静止位相のタイミングを推定する、請求項1に記載のX線CT装置。 2. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein, when said index value reaches said threshold value, said second estimator estimates the first timing of said stationary phase from the time said reaching said threshold value. 前記第2推定部は、前記指標値が前記閾値に到達する前に、前記指標値が前記閾値を超えるタイミングを推定し、当該推定したタイミングから最初の前記静止位相のタイミングを推定する、請求項1に記載のX線CT装置。 The second estimator estimates a timing at which the index value exceeds the threshold before the index value reaches the threshold, and estimates the timing of the first stationary phase from the estimated timing. 2. The X-ray CT apparatus according to 1. 前記第1推定部は、前記複数の医用画像データ間で情報の差分をとることにより、前記差分の時系列データを算出し、当該差分の時系列データに基づいて前記静止位相を推定する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のX線CT装置。 wherein the first estimating unit calculates difference time-series data by taking information differences between the plurality of pieces of medical image data, and estimates the stationary phase based on the difference time-series data. 4. The X-ray CT apparatus according to any one of Items 1 to 3. 前記第1推定部は、前記複数の医用画像データの各々に対してパターンマッチングを行うことにより、前記複数の医用画像データにおけるパターンの移動量を算出し、当該パターンの移動量に基づいて前記静止位相を推定する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のX線CT装置。 The first estimating unit performs pattern matching on each of the plurality of medical image data to calculate a movement amount of a pattern in the plurality of medical image data, and calculates the movement amount of the pattern in the plurality of medical image data. 4. The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1 to 3, which estimates a phase. 前記第1推定部は、前記複数の医用画像データ間の動きベクトルを算出し、当該動きベクトルに基づいて前記静止位相を推定する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のX線CT装置。 The X-ray CT according to any one of claims 1 to 3, wherein said first estimator calculates a motion vector between said plurality of pieces of medical image data and estimates said stationary phase based on said motion vector. Device. 前記メモリは、前記複数の医用画像データのうち、前記心臓の1心拍分の各々の医用画像データを当該心臓の心位相に対応付けて記憶し、
前記制御部は、前記本スキャンの実行中に得られた医用画像データと、前記心位相のうちの静止位相に対応付けて記憶された医用画像データとを比較し、比較結果が許容範囲内にあるとき、前記本スキャンを終了するように前記撮影系を制御する、請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のX線CT装置。
wherein the memory stores each medical image data for one heartbeat of the heart among the plurality of medical image data in association with a cardiac phase of the heart;
The control unit compares the medical image data obtained during execution of the main scan with the medical image data stored in association with the stationary phase of the cardiac phase, and the comparison result is within an allowable range. 7. The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the imaging system is controlled so as to terminate the main scan at certain times.
被検体に造影剤を注入した状態で経時的に撮影された複数の医用画像データを記憶するメモリと、 a memory for storing a plurality of medical image data captured over time while a contrast agent is injected into the subject;
前記複数の医用画像データから前記被検体の心臓の静止位相を推定する第1推定部と、 a first estimating unit that estimates a stationary phase of the heart of the subject from the plurality of medical image data;
前記複数の医用画像データの各々の関心領域の画素における前記造影剤の濃度の指標値が閾値以上の時期における前記静止位相のタイミングを推定する第2推定部と、 a second estimation unit for estimating the timing of the stationary phase at a time when the index value of the concentration of the contrast agent in the pixels of the region of interest of each of the plurality of medical image data is equal to or greater than a threshold;
前記タイミングに基づいて、本スキャンを実行するように撮影系を制御する制御部と a control unit that controls the imaging system to perform the main scan based on the timing;
を備え、 with
前記メモリは、前記複数の医用画像データのうち、前記心臓の1心拍分の各々の医用画像データを当該心臓の心位相に対応付けて記憶し、 wherein the memory stores each medical image data for one heartbeat of the heart among the plurality of medical image data in association with a cardiac phase of the heart;
前記制御部は、前記本スキャンの実行中に得られた医用画像データと、前記心位相のうちの静止位相に対応付けて記憶された医用画像データとを比較し、比較結果が許容範囲内にあるとき、前記本スキャンを終了するように前記撮影系を制御する、X線CT装置。 The control unit compares the medical image data obtained during execution of the main scan with the medical image data stored in association with the stationary phase of the cardiac phase, and the comparison result is within an allowable range. An X-ray CT apparatus that controls the imaging system to terminate the main scan at certain times.
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