JPH0481455B2 - - Google Patents
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- JPH0481455B2 JPH0481455B2 JP63261987A JP26198788A JPH0481455B2 JP H0481455 B2 JPH0481455 B2 JP H0481455B2 JP 63261987 A JP63261987 A JP 63261987A JP 26198788 A JP26198788 A JP 26198788A JP H0481455 B2 JPH0481455 B2 JP H0481455B2
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- blood vessels
- blood
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/48—Diagnostic techniques
- A61B6/481—Diagnostic techniques involving the use of contrast agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/026—Measuring blood flow
- A61B5/0275—Measuring blood flow using tracers, e.g. dye dilution
- A61B5/02755—Radioactive tracers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/50—Clinical applications
- A61B6/504—Clinical applications involving diagnosis of blood vessels, e.g. by angiography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/40—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
- A61B5/4058—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system for evaluating the central nervous system
- A61B5/4064—Evaluating the brain
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S378/00—X-ray or gamma ray systems or devices
- Y10S378/901—Computer tomography program or processor
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は、XCTを用いた診断装置、特に
XCTにより血管の機能を診断する診断装置を提
供することにある。
XCTにより血管の機能を診断する診断装置を提
供することにある。
（従来の技術）
血管の機能、特に脳の血管の機能、例えば血液
脳関門（Blood Brain Barrier）を診断する装置
が“Ｊ Comput Assist Tomogr、Vol.11.No.３、
1987”の390−397頁に「Simplified，
Noninvasive PEP Measurement of Blood−
Barrir Permeability」のタイトルにて紹介され
ている。この文献の装置によると、造影剤として
放射性物質、例えば［68G］EDTAが用いられ、
この造影剤が注入される被検体がCTI（single
ring positron camera）によつて走査される。
この走査により得られるPET（Positron
Emission Tomography）データに基づいて血液
脳関門の機能に関するパラメータが求められ、こ
のパラメータがフアンクシヨナルイメージとして
表示され、診断に供される。
脳関門（Blood Brain Barrier）を診断する装置
が“Ｊ Comput Assist Tomogr、Vol.11.No.３、
1987”の390−397頁に「Simplified，
Noninvasive PEP Measurement of Blood−
Barrir Permeability」のタイトルにて紹介され
ている。この文献の装置によると、造影剤として
放射性物質、例えば［68G］EDTAが用いられ、
この造影剤が注入される被検体がCTI（single
ring positron camera）によつて走査される。
この走査により得られるPET（Positron
Emission Tomography）データに基づいて血液
脳関門の機能に関するパラメータが求められ、こ
のパラメータがフアンクシヨナルイメージとして
表示され、診断に供される。
（発明が解決しようとする課題）
上記従来の装置によると、造影剤として放射性
物質が用いられる。この放射性物質は寿命が短
く、高々数時間程度であり、このために造影剤と
しての放射性物質を診断直前に作る必要がある。
従つて、診断部署に造影剤の製造機器（ホツトラ
ボ）を備えておく必要がある。また、PETを得
るためにCTIがスキヤナとして用いられるが、こ
のCTIはかなり高価な機器であり、空間分解能が
５mm〜10mmと比較的に低いという問題がある。
物質が用いられる。この放射性物質は寿命が短
く、高々数時間程度であり、このために造影剤と
しての放射性物質を診断直前に作る必要がある。
従つて、診断部署に造影剤の製造機器（ホツトラ
ボ）を備えておく必要がある。また、PETを得
るためにCTIがスキヤナとして用いられるが、こ
のCTIはかなり高価な機器であり、空間分解能が
５mm〜10mmと比較的に低いという問題がある。
従つて、この発明の目的は、XCTを用い、普
通の造影剤を使用し、解像度が良く、安価である
診断装置を提供することにある。
通の造影剤を使用し、解像度が良く、安価である
診断装置を提供することにある。
［発明の構成］
この発明によると、被検体をＸ線により同一部
位に対して複数回繰り返して走査するＸ線走査手
段と、前記被検体の血液脳関門を透過しないヨー
ド系の造影剤を前記被検体に注入する手段と、前
記走査手段により得られるデータに基づいて造影
剤注入画像を含む複数の断層画像に対応する画像
データを生成する画像処理手段と、前記被検体中
の造影剤濃度を検出する検出手段と、この検出手
段により検出された造影剤濃度及び前記画像処理
手段により得られる画像データを解析し、血管透
過性の状態を示すパラメータを算出する画像解析
手段とにより構成される。Ｘ線CT装置を用いた
診断装置が提供される。
位に対して複数回繰り返して走査するＸ線走査手
段と、前記被検体の血液脳関門を透過しないヨー
ド系の造影剤を前記被検体に注入する手段と、前
記走査手段により得られるデータに基づいて造影
剤注入画像を含む複数の断層画像に対応する画像
データを生成する画像処理手段と、前記被検体中
の造影剤濃度を検出する検出手段と、この検出手
段により検出された造影剤濃度及び前記画像処理
手段により得られる画像データを解析し、血管透
過性の状態を示すパラメータを算出する画像解析
手段とにより構成される。Ｘ線CT装置を用いた
診断装置が提供される。
（作 用）
インジエクタはヨード系造影剤を被検体に注入
し、Ｘ線スキヤナは被検体をダイナミツクスキヤ
ンする。画像解析装置は各断層画像の各点におけ
るパラメータを求め、これらパラメータからフア
ンクシヨナルイメージを形成する。
し、Ｘ線スキヤナは被検体をダイナミツクスキヤ
ンする。画像解析装置は各断層画像の各点におけ
るパラメータを求め、これらパラメータからフア
ンクシヨナルイメージを形成する。
（実施例）
第１図はXCTを示し、このXCTは被検体をＸ
線走査するＸ線スキヤナを含むガントリ１２、こ
のガントリ１２に給電するＸ線電源１１、寝台
（Couch）１３、造影剤を被検体に注入するイン
ジエクタ１４、コンソール１５及びモニタ１６に
より構成される。
線走査するＸ線スキヤナを含むガントリ１２、こ
のガントリ１２に給電するＸ線電源１１、寝台
（Couch）１３、造影剤を被検体に注入するイン
ジエクタ１４、コンソール１５及びモニタ１６に
より構成される。
第２図には、上記XCTのブロツク回路が示さ
れている。ガントリ１２に含まれるＸ線スキヤナ
１２ｘの出力がデータ収集装置２１に結合され
る。データ収集装置２１はＸ線スキヤナにより得
られるＸ線データを収集する。データ収集装置２
１の出力は画像再構成装置２２に結合される。こ
の画像再構成装置２２は収集データを処理し、断
層画像データを生成する。画像再構成装置２２の
出力は画像フアイル２３に結合され、断層画像デ
ータが画像フアイル２３に記憶される。
れている。ガントリ１２に含まれるＸ線スキヤナ
１２ｘの出力がデータ収集装置２１に結合され
る。データ収集装置２１はＸ線スキヤナにより得
られるＸ線データを収集する。データ収集装置２
１の出力は画像再構成装置２２に結合される。こ
の画像再構成装置２２は収集データを処理し、断
層画像データを生成する。画像再構成装置２２の
出力は画像フアイル２３に結合され、断層画像デ
ータが画像フアイル２３に記憶される。
画像フアイル２３はコンピユータ２４に結合さ
れ、コンピユータ２４を介して画像データが伝送
される。コンピユータ２４はXCTの全体を制御
する機能を有し、Ｘ線スキヤナ１２ｘ、データ収
集装置２１、画像再構成装置２２、インジエクタ
１４、表示器１６、画像解析装置２５、寝台駆動
装置２７及び時計２６に結合される。
れ、コンピユータ２４を介して画像データが伝送
される。コンピユータ２４はXCTの全体を制御
する機能を有し、Ｘ線スキヤナ１２ｘ、データ収
集装置２１、画像再構成装置２２、インジエクタ
１４、表示器１６、画像解析装置２５、寝台駆動
装置２７及び時計２６に結合される。
画像解析装置２５は画像再構成装置２２から出
力され、画像フアイル２３に記憶された画像デー
タに基づいて各画像の各点に関するパラメータを
求め、フアンクシヨナルイメージデータを形成す
る。
力され、画像フアイル２３に記憶された画像デー
タに基づいて各画像の各点に関するパラメータを
求め、フアンクシヨナルイメージデータを形成す
る。
次に、上記装置の動作を説明する。
先ず、ガントリ１２に被検体（患者の頭部）が
挿入され、固定される。次に、Ｘ線スキヤナ１２
ｘが作動され、被検体の同一部位に対して複数回
のスキヤン（ダイナミツクスキヤン）が行なわれ
る。これにより、被検体に対応するＸ線データが
Ｘ線スキヤナ１２ｘから出力され、データ収集装
置２１に供給される。スキヤンの開始と共にまた
は開始後にインジエクタ１４によりヨード系の造
影剤が被検体に注入される。Ｘ線スキヤナ１２ｘ
は造影剤注入後、30分程度の間、簡欠的に繰返し
被検体をスキヤンし、Ｘ線投影データを出力す
る。スキヤンを行なつた時刻は時計２６から読取
られる。
挿入され、固定される。次に、Ｘ線スキヤナ１２
ｘが作動され、被検体の同一部位に対して複数回
のスキヤン（ダイナミツクスキヤン）が行なわれ
る。これにより、被検体に対応するＸ線データが
Ｘ線スキヤナ１２ｘから出力され、データ収集装
置２１に供給される。スキヤンの開始と共にまた
は開始後にインジエクタ１４によりヨード系の造
影剤が被検体に注入される。Ｘ線スキヤナ１２ｘ
は造影剤注入後、30分程度の間、簡欠的に繰返し
被検体をスキヤンし、Ｘ線投影データを出力す
る。スキヤンを行なつた時刻は時計２６から読取
られる。
データ収集装置２１はＸ線スキヤナ１２ｘから
のＸ線投影データを収集し、収集データを画像再
構成装置２２に供給する。再構成装置により収集
データが再構成画像データに変換される。再構成
画像データは画像フアイル２３に記憶される。こ
の場合、第３図に示すように時間軸(t)に沿つた複
数の再構成画像が画像フアイル２３にスキヤンを
行なつた時刻と共に記憶される。
のＸ線投影データを収集し、収集データを画像再
構成装置２２に供給する。再構成装置により収集
データが再構成画像データに変換される。再構成
画像データは画像フアイル２３に記憶される。こ
の場合、第３図に示すように時間軸(t)に沿つた複
数の再構成画像が画像フアイル２３にスキヤンを
行なつた時刻と共に記憶される。
画像フアイル２３の画像（第３図）が読出さ
れ、コンピユータ２４に入力される。この時、第
４図のフローに示されるように各画素Ｐはノイズ
成分を除去するために平滑化される。その後、各
画素について位置（ｘ，ｙ）におけるCT値デー
タが時間軸ｔ方向に収集される。即ち、CT値の
変化分としてCi(t)＝Ｐ（ｘ，ｙ，ｔ）が集められ
る。データCi(t)の収集により、例えばことなる３
つの画素について第５図及び第６図中カーブＢ，
Ｃ，Ｄで示すような３種類の血中造影剤濃度カー
ブが得られる。ここで、カーブＡは後述する方法
で測定された血管の造影剤の濃度（Cp(t)）を示
し、カーブＢは血管が多い組織における造影剤濃
度を示し、カーブＣは正常組織における濃度を示
す。第６図におけるカーブＤは造影剤が漏れてい
る組織における造影剤濃度を示す。
れ、コンピユータ２４に入力される。この時、第
４図のフローに示されるように各画素Ｐはノイズ
成分を除去するために平滑化される。その後、各
画素について位置（ｘ，ｙ）におけるCT値デー
タが時間軸ｔ方向に収集される。即ち、CT値の
変化分としてCi(t)＝Ｐ（ｘ，ｙ，ｔ）が集められ
る。データCi(t)の収集により、例えばことなる３
つの画素について第５図及び第６図中カーブＢ，
Ｃ，Ｄで示すような３種類の血中造影剤濃度カー
ブが得られる。ここで、カーブＡは後述する方法
で測定された血管の造影剤の濃度（Cp(t)）を示
し、カーブＢは血管が多い組織における造影剤濃
度を示し、カーブＣは正常組織における濃度を示
す。第６図におけるカーブＤは造影剤が漏れてい
る組織における造影剤濃度を示す。
画像解析装置２５はCi(t)とCp(t)を用いて次式
よりパラメータKb，λ，Vpを最小二乗法により
決定する。
よりパラメータKb，λ，Vpを最小二乗法により
決定する。
Ci(t)＝Ki（１−Vp／１−ｂ・Htc）∫t p
Cp(s)e(s-t)Kbds＋Vpcp(t)…(1) 但し、Cp(t)は予め測定された血管中の造影剤
の濃度 Kbは漏れの速さ λは生体組織の隙間の量 Vpは血管の量 尚、Cp（ｔ）は次のような法により求められ
る。
Cp(s)e(s-t)Kbds＋Vpcp(t)…(1) 但し、Cp(t)は予め測定された血管中の造影剤
の濃度 Kbは漏れの速さ λは生体組織の隙間の量 Vpは血管の量 尚、Cp（ｔ）は次のような法により求められ
る。
頭部の静脈洞のCT値の変化を画像フアイル
に記憶されている画像から測定する。
に記憶されている画像から測定する。
頭部の正常組織のCT値の平均の変化を検出
する。正常組織においては、造影剤は殆んど漏
れないので、この正常組織における濃度は血管
中の濃度に比例している。従つて、正常組織に
おける濃度は血管中の濃度として扱うことがで
きる。この場合、濃度はＶ・Cp(t)として表わ
れる。但し、Ｖは正常組織における血管の体積
の比率を示す。このような計算によると、前記
最小二乗法によつて求められるλ，Kbは変ら
ないが、Vpは少し変つてしまう。即ち、Ｖと
して、解剖学的に標準とされている値を使用す
る。この場合、Vpの値はＶの誤差分だけ誤差
となる。Ｖが実際値ＶのＣ倍、即ちＣ・Ｖとな
つていると、Vpの値は実際の値ＶのＣ倍とな
る。
する。正常組織においては、造影剤は殆んど漏
れないので、この正常組織における濃度は血管
中の濃度に比例している。従つて、正常組織に
おける濃度は血管中の濃度として扱うことがで
きる。この場合、濃度はＶ・Cp(t)として表わ
れる。但し、Ｖは正常組織における血管の体積
の比率を示す。このような計算によると、前記
最小二乗法によつて求められるλ，Kbは変ら
ないが、Vpは少し変つてしまう。即ち、Ｖと
して、解剖学的に標準とされている値を使用す
る。この場合、Vpの値はＶの誤差分だけ誤差
となる。Ｖが実際値ＶのＣ倍、即ちＣ・Ｖとな
つていると、Vpの値は実際の値ＶのＣ倍とな
る。
これに対して、Ｖを仮に１とすると、Vp＝
Vp／Ｖとなる。即ち、Vpは血管の体積比率で
はなく、正常組織における血管の量Ｖに比べて
何倍の血管が存在するかを表わす係数となる。
これは血管の体装積比率よりも価値が低いが診
断を行なうための有効な情報である。
Vp／Ｖとなる。即ち、Vpは血管の体積比率で
はなく、正常組織における血管の量Ｖに比べて
何倍の血管が存在するかを表わす係数となる。
これは血管の体装積比率よりも価値が低いが診
断を行なうための有効な情報である。
血液を繰返し寿取してこれを科学的に分析し
造影剤濃度を測定する。
造影剤濃度を測定する。
腕の血管と頭部とを同時にスキヤンし、それ
により得られる腕の血管のCT値により求める。
により得られる腕の血管のCT値により求める。
血液を通すシヤントチユーブを被検体に接続
し、このシヤントチユーブを頭部と共にスキヤ
ンし、シヤントチユーブのCT値からCp(t)を求
める。
し、このシヤントチユーブを頭部と共にスキヤ
ンし、シヤントチユーブのCT値からCp(t)を求
める。
第４図にフローに従つた画像解析は全ての画素
に対して繰返し行われる。全ての画素についてパ
ラメータKb，λ，Vpが画像解析装置２５によつ
て求められ、フアンクシヨナルイメージを形成す
る。また、これらのパラメータを組合せて別のフ
アンクシヨナルイメージを作ることができる。以
下は診断上有用なフアンクシヨナルイメージの幾
つかの例である。
に対して繰返し行われる。全ての画素についてパ
ラメータKb，λ，Vpが画像解析装置２５によつ
て求められ、フアンクシヨナルイメージを形成す
る。また、これらのパラメータを組合せて別のフ
アンクシヨナルイメージを作ることができる。以
下は診断上有用なフアンクシヨナルイメージの幾
つかの例である。
Iλ（ｘ，ｙ）＝λ、
IKi（ｘ，ｙ）＝λ×kb、
IKb（ｘ，ｙ）＝Kb、
IVp（ｘ，ｙ）＝Vp、
IPe（ｘ，ｙ）＝λ×Kb／Vp
上記フアンクシヨナルイメージのフアクタにお
いて、Iλは細胞組織の隙間を表わし、λ＝１のと
き全てが隙間であり、λ＝０のときには隙間がな
いことを示す。IKiは血管の透過性、Kbは漏れの
速さ（時定数の逆数）、IVpは血管の量、つまり
所定体積の脳組織に対する血管の量を示す。Iμは
単位体積当りの漏れの度合いを示す。
いて、Iλは細胞組織の隙間を表わし、λ＝１のと
き全てが隙間であり、λ＝０のときには隙間がな
いことを示す。IKiは血管の透過性、Kbは漏れの
速さ（時定数の逆数）、IVpは血管の量、つまり
所定体積の脳組織に対する血管の量を示す。Iμは
単位体積当りの漏れの度合いを示す。
フアンクシヨナルイメージはコンピユータ２４
を介して表示装置１６に表示され、また画像フア
イル２３に記憶される。このようにして得られる
フアンクシヨナルイメージが第７図に示されてい
る。この図において、ａはIVp、即ち血管の量、
つまり所定体積の脳組織に対する血管の量を示す
画像、ｂはKb、即ち漏れの速さを示す画像、ｃ
はIKi、即ち血管の透過性を示す画像、ｄはIλ、
即ち細胞組織の隙間を示す画像である。
を介して表示装置１６に表示され、また画像フア
イル２３に記憶される。このようにして得られる
フアンクシヨナルイメージが第７図に示されてい
る。この図において、ａはIVp、即ち血管の量、
つまり所定体積の脳組織に対する血管の量を示す
画像、ｂはKb、即ち漏れの速さを示す画像、ｃ
はIKi、即ち血管の透過性を示す画像、ｄはIλ、
即ち細胞組織の隙間を示す画像である。
上記説明したようにこの発明によると、造影剤
として血液脳関門（BBB）を通らない一般的な
ヨード系造影剤を用い、XCTにより被検体をス
キヤンし、このCTスキヤンにより得られる画像
データから脳血管の状態を容易に知ることができ
る。
として血液脳関門（BBB）を通らない一般的な
ヨード系造影剤を用い、XCTにより被検体をス
キヤンし、このCTスキヤンにより得られる画像
データから脳血管の状態を容易に知ることができ
る。
上記動作において、パラメータを求める方法と
して下記のような方法を取ることができる。
して下記のような方法を取ることができる。
(1)式を変形して次式(2)を得る。
Ci(t)＝
x2∫t pCp(s)eskbds＋x3Cp(t) …(2)
但し、
x1＝Kb
x2＝Ki（１−Vp／１−ｂ・Htc）e-tKb …(3)
x3＝Vp
x1〜x3を決めると、ｂ，Htcが既知であるの
で、パラメータKb，Ki，Vpが求まる。(2)式を変
形すると、 Ci(t)＝（x2＋x1x2）∫t pCp(s)ds−x1∫t pCf
(s)ds＋xCp(t)(2)′ これによりCiに関する積分方程式が得られる。
で、パラメータKb，Ki，Vpが求まる。(2)式を変
形すると、 Ci(t)＝（x2＋x1x2）∫t pCp(s)ds−x1∫t pCf
(s)ds＋xCp(t)(2)′ これによりCiに関する積分方程式が得られる。
Z1＝x2＋x1x3
Z2＝−x1 …(4)
Z3＝x3
F1(t)＝∫t pCp(s)ds
F2(t)＝∫t pCi(s)ds …(4)′
F3(t)＝Cp(t)
F2(t)は未知の関数Ciを含んである。しかしな
がら、ここではｙ(t)に一致するCi(t)を求めること
を目的としているのであり、Ciがデータｙにかな
り近いと仮定することができる。すなわち、 Ci(t)≒ｙ(t) …(5) そこで、F2は次式(6)で近似するとができる。
がら、ここではｙ(t)に一致するCi(t)を求めること
を目的としているのであり、Ciがデータｙにかな
り近いと仮定することができる。すなわち、 Ci(t)≒ｙ(t) …(5) そこで、F2は次式(6)で近似するとができる。
F2(t)＝∫t pｙ(s)ds …(6)
これによりCiは３つの既知の関数F1、F2、F3
に夫々未知の３つのパラメータZ1、Z2、Z3を掛算
し、それらの結果を加算して得られる値、即ち次
式(7)のように求めることができる。
に夫々未知の３つのパラメータZ1、Z2、Z3を掛算
し、それらの結果を加算して得られる値、即ち次
式(7)のように求めることができる。
Ci(t)≒Z1F1(t)＋Z2F2(t)＋Z3F3(t) …(7)
この関数Ci(t)がｙ(t)に点ｔ＝t1、t2…tnにおい
て最もよく近似するようにZ1、Z2、Z3を決定する
ことが好ましい。そこで、Z1、Z2、Z3は線形最小
二乗法によつて算出される。残差二乗和Ｅは次式
で求められる。
て最もよく近似するようにZ1、Z2、Z3を決定する
ことが好ましい。そこで、Z1、Z2、Z3は線形最小
二乗法によつて算出される。残差二乗和Ｅは次式
で求められる。
Ｅ＝N
〓j=1
（Ci（tj）−ｙ（ti））2 …(8)
即ち、Ｅを最小とするためには、次式(9)を計算
すれば良い。
すれば良い。
δE／δZ1＝δE／δZ2＝δE／δZ3＝０ …(9)
式(7)及び(8)を用いてこれらの偏微分を具体的に
求めることによつて次の三元連立方程式が得られ
る。N 〓 〓j=1 F1（tj）（Z1F1（tj）＋Z2F2（tj）＋Z3F3（tj））
＝〓F1（tj）ｙ（tj）N 〓 〓j=1 F2（tj）（Z1F1（tj）＋Z2F2（tj）＋Z3F3（tj））
＝〓F2（tj）ｙ（tj）N 〓 〓j=1 F3（tj）（Z1F1（tj）＋Z2F2（tj）＋Z3F3（tj））
＝〓F3
（tj）ｙ（tj） …(10) 上記方程式を解くことにより(8)式のＥを最小に
するZ1，Z2，Z3を求めることができる。言替えれ
ば、ｙ(t)に最も近似するCi(t)を決めることができ
る。即ち、得られたZ1，Z2，Z3から(4)式の関係を
用いてx1，x2，x3の値を計算し、これを(2)式に代
入すれば、Ci(t)が任意のｔについて計算できる。
求めることによつて次の三元連立方程式が得られ
る。N 〓 〓j=1 F1（tj）（Z1F1（tj）＋Z2F2（tj）＋Z3F3（tj））
＝〓F1（tj）ｙ（tj）N 〓 〓j=1 F2（tj）（Z1F1（tj）＋Z2F2（tj）＋Z3F3（tj））
＝〓F2（tj）ｙ（tj）N 〓 〓j=1 F3（tj）（Z1F1（tj）＋Z2F2（tj）＋Z3F3（tj））
＝〓F3
（tj）ｙ（tj） …(10) 上記方程式を解くことにより(8)式のＥを最小に
するZ1，Z2，Z3を求めることができる。言替えれ
ば、ｙ(t)に最も近似するCi(t)を決めることができ
る。即ち、得られたZ1，Z2，Z3から(4)式の関係を
用いてx1，x2，x3の値を計算し、これを(2)式に代
入すれば、Ci(t)が任意のｔについて計算できる。
x1，x2，x3の値が算出されたので、(3)式を逆に
利用して、パラメータKb，Ki，Vpを求めること
ができ、またλ＝Ki／Kb，Pe＝Ki／Vpが計算
できる。尚、λ，PeはKb，Ki，Vpから副次的
に算出される値である。
利用して、パラメータKb，Ki，Vpを求めること
ができ、またλ＝Ki／Kb，Pe＝Ki／Vpが計算
できる。尚、λ，PeはKb，Ki，Vpから副次的
に算出される値である。
上記の計算から明らかなように(1)式は既知の関
数が非線形に組合されていて(1)式に従つてCi(t)を
ｙ(t)に合うようにしようとすると非線形最小二乗
法を用いなければならず、このために計算量が大
きくなる。これに対して(6)(7)式のように妥当な近
似を導入することによつてこれご線形最小二乗法
に帰着し、計算を著しく簡単にできる。
数が非線形に組合されていて(1)式に従つてCi(t)を
ｙ(t)に合うようにしようとすると非線形最小二乗
法を用いなければならず、このために計算量が大
きくなる。これに対して(6)(7)式のように妥当な近
似を導入することによつてこれご線形最小二乗法
に帰着し、計算を著しく簡単にできる。
この発明の診断装置によりBBBの情報を正確
に得るためにはＸ線スキヤンにおいて患者が動か
ないように患者の部位を固定する必要がある。そ
こで、第８図に示すように寝台１３にヘツドレス
ト３０を固定し、このヘツドレスト３０に患者の
頭部が載置され、頭部がバンド３１により確実に
ヘツドレスト３０に固定する。更に、顎当て板３
２が患者の顎を固定するために寝台１３に取付け
られる。頭部はヘツドレスト３０と顎当て板３２
によつて固定することができるが、ｔ＝０のとき
の画像をtjにおける画像から減算することによつ
て造影剤の濃度分布を求めるのであるから患者が
動くと正しい濃度分布が求められない。そこで、
患者がバンドなどで確実に固定される。
に得るためにはＸ線スキヤンにおいて患者が動か
ないように患者の部位を固定する必要がある。そ
こで、第８図に示すように寝台１３にヘツドレス
ト３０を固定し、このヘツドレスト３０に患者の
頭部が載置され、頭部がバンド３１により確実に
ヘツドレスト３０に固定する。更に、顎当て板３
２が患者の顎を固定するために寝台１３に取付け
られる。頭部はヘツドレスト３０と顎当て板３２
によつて固定することができるが、ｔ＝０のとき
の画像をtjにおける画像から減算することによつ
て造影剤の濃度分布を求めるのであるから患者が
動くと正しい濃度分布が求められない。そこで、
患者がバンドなどで確実に固定される。
上記のように患者を寝台に固定しても緩み等に
より患者が動いてしまつても、患者の動き量を検
出し、画像処理において画像の位置を修正するこ
とができる。
より患者が動いてしまつても、患者の動き量を検
出し、画像処理において画像の位置を修正するこ
とができる。
上記実施例では、１つのスライス領域を数回ス
キヤンし、複数のフアンクシヨナルイメージを得
ているが、複数のスライス領域を同時にスキヤン
し、各スライス領域の複数のフアンクシヨナルイ
メージを得るようにしてもよい。
キヤンし、複数のフアンクシヨナルイメージを得
ているが、複数のスライス領域を同時にスキヤン
し、各スライス領域の複数のフアンクシヨナルイ
メージを得るようにしてもよい。
また、このようにして得られた複数のスライス
に関する一連のフアンクシヨナルイメージを三次
元化し、血管の分布などを三次元像により表示で
きるようにしてもよい。
に関する一連のフアンクシヨナルイメージを三次
元化し、血管の分布などを三次元像により表示で
きるようにしてもよい。
更に、マルチスライス、即ち所定部位を所定間
隔で複数スライスし、これにより得られる複数の
フアンクシヨナルイメージから所定部位の中のパ
ラメータの積分を測定することができる。即ち、
全てのイメージについて関心領域中に入る全ての
画素を持つ値が累積され、この総和をSiとする
と、次式により積分Ｖが求められる。
隔で複数スライスし、これにより得られる複数の
フアンクシヨナルイメージから所定部位の中のパ
ラメータの積分を測定することができる。即ち、
全てのイメージについて関心領域中に入る全ての
画素を持つ値が累積され、この総和をSiとする
と、次式により積分Ｖが求められる。
Ｖ＝N
〓j=1
Si×Δh×ΔP2 …(11)
但し、ｋはスライスの数、Δhはスライスの間
隔（mm）、ΔPはピクセル寸法（mm） 例えば、フアンクシヨナルイメージIVpにこれ
を適用すると、腫瘍内の血管の体積が測定でき
る。また、フアンクシヨナルイメージIλにこれを
適用し、さらに次式を用いると、腫瘍内の細胞の
隙間の割合いの平均を求めることができる。
隔（mm）、ΔPはピクセル寸法（mm） 例えば、フアンクシヨナルイメージIVpにこれ
を適用すると、腫瘍内の血管の体積が測定でき
る。また、フアンクシヨナルイメージIλにこれを
適用し、さらに次式を用いると、腫瘍内の細胞の
隙間の割合いの平均を求めることができる。
従来ダイナミツクCT画像の解析に用いられて
いるガンマフイツチングによると、血管液が生体
組織に入つてから出ていく間での時間、すなわち
平均通過時間を求めることができる。ガンマフイ
ツチングによつて測定された血液の平均通過時間
Tmと、この発明によつて測定されたVpとを組
合せることによつてVp／Tmから局所平均血流
量を求めることができる。
いるガンマフイツチングによると、血管液が生体
組織に入つてから出ていく間での時間、すなわち
平均通過時間を求めることができる。ガンマフイ
ツチングによつて測定された血液の平均通過時間
Tmと、この発明によつて測定されたVpとを組
合せることによつてVp／Tmから局所平均血流
量を求めることができる。
尚、上記実施例では、脳のBBBの状態を測定
するものとして説明したが、この発明は肝臓等他
の部位の状態を測定するために用いることができ
る。
するものとして説明したが、この発明は肝臓等他
の部位の状態を測定するために用いることができ
る。
［発明の効果］
この発明によると、造影剤としてヨード系造影
剤等の一般的な造影剤を用い、XCTによりCTス
キヤンするので、高解像度の診断画像が得られ、
安全かつ安価な血管透過性状態診断装置を提供で
きる。
剤等の一般的な造影剤を用い、XCTによりCTス
キヤンするので、高解像度の診断画像が得られ、
安全かつ安価な血管透過性状態診断装置を提供で
きる。
第１図はこの発明の一実施例に従つたXCTに
よる診断装置の概略構成図、第２図は第１図の診
断装置のブロツク回路図、第３図はＸ線スキヤン
によつて得られる断層像を示す図、第４図はこの
発明の診断装置の動作を説明するフローチヤート
図、第５図及び第６図は種々の血管状態において
得られる造影剤濃度カーブを示す図、第７図はフ
アンクシヨナルイメージを示す図、そして第８図
は患者を固定する状態を示す図である。 １２…ガントリ、１２ｘ÷…Ｘ線スキヤナ、１
４…インジエクタ、１６…表示装置、２１…デー
タ収集装置、２２…画像再構成装置、２３…画像
フアイル、２４…コンピユータ、２５…画像解析
装置。
よる診断装置の概略構成図、第２図は第１図の診
断装置のブロツク回路図、第３図はＸ線スキヤン
によつて得られる断層像を示す図、第４図はこの
発明の診断装置の動作を説明するフローチヤート
図、第５図及び第６図は種々の血管状態において
得られる造影剤濃度カーブを示す図、第７図はフ
アンクシヨナルイメージを示す図、そして第８図
は患者を固定する状態を示す図である。 １２…ガントリ、１２ｘ÷…Ｘ線スキヤナ、１
４…インジエクタ、１６…表示装置、２１…デー
タ収集装置、２２…画像再構成装置、２３…画像
フアイル、２４…コンピユータ、２５…画像解析
装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被検体をＸ線により同一部位に対して複数回
繰り返して走査するＸ線走査手段と、前記被検体
の血液脳関門を透過しないヨード系の造影剤を前
記被検体に注入する手段と、前記走査手段により
得られるデータに基づいて造影剤注入画像を含む
複数の断層画像に対応する画像データを生成する
画像処理手段と、前記被検体中の造影剤濃度を検
出する検出手段と、この検出手段により検出され
た造影剤濃度及び前記画像処理手段により得られ
る画像データを解析し、血管透過性の状態を示す
パラメータを算出する画像解析手段とにより構成
される、Ｘ線CT装置を用いた診断装置。 ２ 前記画像解析手段は血管から漏れた造影剤の
量、血管の量および細胞間の〓間を画像データに
基づいて算出する手段により構成される請求項１
に記載のＸ線CT装置を用いた診断装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63261987A JPH02109546A (ja) | 1988-10-18 | 1988-10-18 | Ｘ線ｃｔ装置を用いた診断装置 |
| US07/421,528 US5018173A (en) | 1988-10-18 | 1989-10-13 | Diagnosis apparatus using X-ray CT device |
| DE68925669T DE68925669T2 (de) | 1988-10-18 | 1989-10-17 | Diagnostikanlage unter Anwendung von einem Röntgenstrahl-komputertomograpgischen Gerät |
| EP89119281A EP0364966B1 (en) | 1988-10-18 | 1989-10-17 | Diagnosis apparatus using X-ray CT device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63261987A JPH02109546A (ja) | 1988-10-18 | 1988-10-18 | Ｘ線ｃｔ装置を用いた診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02109546A JPH02109546A (ja) | 1990-04-23 |
| JPH0481455B2 true JPH0481455B2 (ja) | 1992-12-24 |
Family
ID=17369429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63261987A Granted JPH02109546A (ja) | 1988-10-18 | 1988-10-18 | Ｘ線ｃｔ装置を用いた診断装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5018173A (ja) |
| EP (1) | EP0364966B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02109546A (ja) |
| DE (1) | DE68925669T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4666915B2 (ja) * | 2001-11-21 | 2011-04-06 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 灌流測定のための動き補正 |
Families Citing this family (34)
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| EP0498213B1 (en) * | 1991-02-07 | 1997-08-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | X-ray computerized tomographic image data acquisition circuitry capable of performing high speed data acquisition |
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-
1988
- 1988-10-18 JP JP63261987A patent/JPH02109546A/ja active Granted
-
1989
- 1989-10-13 US US07/421,528 patent/US5018173A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-17 DE DE68925669T patent/DE68925669T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-17 EP EP89119281A patent/EP0364966B1/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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| DE68925669D1 (de) | 1996-03-28 |
| JPH02109546A (ja) | 1990-04-23 |
| US5018173A (en) | 1991-05-21 |
| EP0364966A1 (en) | 1990-04-25 |
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