JPWO2004006771A1

JPWO2004006771A1 - Ｘ線コンピューター断層撮影装置とその投影データ収集方法

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Publication number: JPWO2004006771A1
Application number: JP2004521190A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　裕一; 裕一佐藤
Original assignee: Nihon University
Current assignee: Nihon University
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2023-07-11
Also published as: JP4500929B2; WO2004006771A1; AU2003281183A1

Abstract

Ｘ線コンピューター断層撮影装置において、心臓及び冠動脈の鮮明な再構成画像を形成するものであり、心電図のＲ波−Ｒ波間の心拡張期は、急速流入期、緩徐流入期、心房収縮期に分かれる。急速流入期は、血液が心室に急速に流入する期間で、心臓に動きがあり、投影データの収集に適さない期間である。緩徐流入期は、心臓の動きが一番静かな期間で、投影データの収集に適した期間である。心房収縮期は、心房が収縮する瞬間心室に動きがあるが、投影データの収集にはほとんど影響しない。Ｘ線コンピューター断層撮影装置の投影データ収集ウィンドウが２５０ｍｓの場合、心拍数＜６５回／分のときは、データ−収集ウィンドウの終期をＰ波のピーク付近に設定し、心拍数＞６５回／分の場合は、２分の１データ−収集ウィンドウの終期をＲ波のピーク付近に設定し、２位相方式を使用する。

Description

本願発明は、Ｘ線コンピューター断層撮影装置とその投影データ収集方法に関し、特に心臓、冠動脈の撮影に適したＸ線コンピューター断層撮影装置とその投影データ収集方法に関する。

図５を用いて従来のＸ線コンピューター断層撮影装置とその投影データ収集方法を説明する。
図５（ａ）は、Ｘ線コンピューター断層撮影装置の構成を示す図であり、図５（ｂ）は、心電図である。
Ｘ線源２２は、コンピューター１１、Ｘ線制御部２１の制御により心臓、冠動脈等の被検体（図示せず）にＸ線を照射し、披検体を透過したＸ線を検出器２３によって検出する。検出器２３の検出信号、即ち投影データは、データ収集部１２によって収集され、画像再構成部１３へ送られる。画像再構成部１３は、その収集された投影データに基づいて被検体の画像を再構成する。再構成された画像は、コンピューター１１からディスプレイ３３へ送られ、ディスプレイ３３に表示される。この際、心電計２４によって被検者（患者）の心電信号を検出して、ディスプレイ３３、モニター３２に心電図を表示する。また再構成された画像のデータや心電図等の心電情報は、記憶部１４に蓄積することができる。なおディスプレイ３３、モニター３２は、別々に設けずに一つのディスプレイを兼用することもできる。
データ収集部１２は、コンピューター１１の制御により、検出部２３から供給される投影データの内、画像の再構成に必要な期間の投影データを収集して、画像再構成部１３へ送る。投影データを収集する期間（投影データ収集ウィンドウ（データ収集ウィンドウ））は、操作者がコンソール３１のキーボードやマウス（図示せず）を操作して設定する。例えば、操作者は、モニター３２に表示された心電図の所定の期間を選定して、その期間をキーボード又はマウスにより指定すると、その選定された期間、即ちデータ収集ウィンドウは、データ−収集部１２に設定される。
なお投影データの収集は、検出器２３が連続的に発生する投影データから、データ収集ウィンドウに相当する期間の投影データを取り出す方式と、データ収集ウィンドウに相当する期間だけＸ線を放射し、そのＸ線が放射されている期間の投影データを取り出す方式とがある。後者の方式の場合、データ−収集ウィンドウは、Ｘ線源２２がＸ線を放射する期間で決まる。その場合のデータ−収集ウィンドウは、前記の方法と同様の方法によって設定され、Ｘ線制御部２１にデータ−収集ウィンドウに相当するＸ線放射期間を設定する。Ｘ線源２２は、Ｘ線制御部２１によって制御され、その期間Ｘ線を放射する。
図５（ｂ）は、心電図の一例を示す。
心電図は、Ｒ波−Ｒ波間を一周期として、その一周期の間にＴ波、Ｐ波等が現れる。またその一周期は、心室が収縮する心収縮期と心室が拡張する心拡張期に分かれる。
従来データ収集ウィンドウは、一周期の５０％の期間をＲ波−Ｒ波間の中央部分に設定する方法、或いは一周期を複数の区分に区切って設定する方法等が採られている。また図５（ｂ）のように、心臓の動きが少ない心拡張期にデータ収集ウィンドウＷ１を設定する方法も提案されている（特開２０００−２６２５１９号公報参照）。
従来投影データの収集は、心拍数を低くしてＲ波−Ｒ波の一周期を長くした状態でその収集を行うため、患者（被検者）に薬を投与して心拍数を強制的に低くする方法が採られている。また投影データ収集の際、一般にはカテーテルが使用されている。

従来のデータ収集ウィンドウは、操作者の経験と勘によって設定され、確固とした根拠もなく心拍数の高い患者も低い患者も一律に設定しているため、再構成された画像は、不鮮明で、細い冠動脈は画像に現れないのが現状である。また従来の薬による心拍数の抑制は、喘息や重症心不全の患者には実施できないし、かつ薬を投与しても心拍数が低くならない患者もいる。そしてカテーテルの使用は、患者に大きな負担を強いることになる。
本願発明は、これらの点に鑑み、薬によって心拍数を抑制することなく、カテーテルも使用せずに、心拍数の高い患者、低い患者いずれの患者も鮮明な画像を再構成でき、また経験の浅い操作者が、簡単に適切なデータ収集ウィンドウを設定できる、Ｘ線コンピューター断層撮影装置とその投影データ収集方法を提供することを目的とする。

図１は、本願の発明者が解析した心臓の動きを説明するための心電図である。
図２は、本願発明のデータ収集ウィンドウの設定例を示す図である。
図３は、本願発明のデータ収集ウィンドウの設定手順を示す図である。
図４は、本願発明と従来の発明によって再構成した画像の鮮明度の評価結果を示す図である。
図５は、従来のＸ線コンピューター断層撮影装置の構成を示す図、及び心電図とデータ収集ウィンドウとの関係を示す図である。
図６は、本願発明のデータ収集ウィンドウの始期及び終期を決定する第１の構成を示す図である。
図７は、心電図のＲ波及びＰ波を示す図である。
図８は、本願発明のモニタでの表示を表す図である。
図９は、本願発明のデータ収集ウィンドウの始期及び終期を決定する第２の構成を示す図である。

請求項１に記載のＸ線コンピューター断層撮影装置は、Ｘ線源から被検者にＸ線を照射し、被検者を透過したＸ線を検出器によって検出し、その検出器の出力からデータ収集部によって投影データを収集し、その収集した投影データに基づいて画像を再構成するＸ線コンピューター断層撮影装置において、そのＸ線コンピューター断層撮影装置の投影データ収集ウィンドウの終期を、心電計によって検知した被検者の心電図のＰ波又はＲ波のピーク付近に設定して投影データを収集することを特徴とする。
請求項２に記載のＸ線コンピューター断層撮影装置は、Ｘ線源から被検者にＸ線を照射し、被検者を透過したＸ線を検出器によって検出し、その検出器の出力からデータ収集部によって投影データを収集し、その収集した投影データに基づいて画像を再構成するＸ線コンピューター断層撮影装置において、その投影データ収集ウィンドウの終期を、心電計によって検知した被検者の心電図のＰ波のピーク付近に設定して投影データを収集する、又は前記投影データ収集ウィンドウの二分の一の投影データ収集ウィンドウの終期を前記心電図のＰ波又はＲ波のピーク付近に設定して２位相方式により投影データを収集することを特徴とする。
請求項３に記載のＸ線コンピューター断層撮影装置は、Ｘ線源から被検者にＸ線を照射し、被検者を透過したＸ線を検出器によって検出し、その検出器の出力からデータ収集部によって投影データを収集し、その収集した投影データに基づいて画像を再構成するＸ線コンピューター断層撮影装置において、そのＸ線コンピューター断層撮影装置の投影データ収集ウィンドウが被検者の緩徐流入期より小さいときは、前記投影データ収集ウィンドウの終期を心電計によって検知した被検者の心電図のＰ波のピーク付近に設定して投影データを収集し、前記投影データ収集ウィンドウが被検者の緩徐流入期より大きいときは、前記投影データ収集ウィンドウの二分の一の投影データ収集ウィンドウの終期を前記心電図のＰ波又はＲ波のピーク付近に設定して２位相方式により投影データを収集することを特徴とする。
請求項４に記載のＸ線コンピューター断層撮影装置は、Ｘ線源から被検者にＸ線を照射し、被検者を透過したＸ線を検出器によって検出し、その検出器の出力からデータ収集部によって投影データを収集し、その収集した投影データに基づいて画像を再構成するＸ線コンピューター断層撮影装置において、そのＸ線コンピューター断層撮影装置の投影データ収集ウィンドウが被検者の緩徐流入期より小さいときは、前記投影データ収集ウィンドウの終期を心電計によって検知した被検者の心電図のＰ波のピーク付近に設定して投影データを収集し、前記投影データ収集ウィンドウが被検者の緩徐流入期より大きいときは、前記投影データ収集ウィンドウの二分の一の投影データ収集ウィンドウの終期を前記心電図のＰ波及びＲ波のピーク付近に設定して投影データを収集することを特徴とする。
請求項５に記載のＸ線コンピューター断層撮影装置は、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載のＸ線コンピューター断層撮影装置において、被検者の冠動脈の投影データを収集することを特徴とする。
請求項６に記載の投影データ収集方法は、Ｘ線源から被検者にＸ線を照射し、被検者を透過したＸ線を検出器によって検出し、その検出器の出力からデータ収集部によって投影データを収集し、その収集した投影データに基づいて画像を再構成するＸ線コンピューター断層撮影装置において、そのＸ線コンピューター断層撮影装置の投影データ収集ウィンドウの終期を、心電計によって検知した被検者の心電図のＰ波又はＲ波のピーク付近に設定して投影データを収集することを特徴とする。
請求項７に記載の投影データ収集方法は、Ｘ線源から被検者にＸ線を照射し、被検者を透過したＸ線を検出器によって検出し、その検出器の出力からデータ収集部によって投影データを収集し、その収集した投影データに基づいて画像を再構成するＸ線コンピューター断層撮影装置において、その投影データ収集ウィンドウの終期を、心電計によって検知した被検者の心電図のＰ波のピーク付近に設定して投影データを収集する、又は前記投影データ収集ウィンドウの二分の一の投影データ収集ウィンドウの終期を前記心電図のＰ波又はＲ波のピーク付近に設定して２位相方式により投影データを収集することを特徴とする。
請求項８に記載の投影データ収集方法は、Ｘ線源から被検者にＸ線を照射し、被検者を透過したＸ線を検出器によって検出し、その検出器の出力からデータ収集部によって投影データを収集し、その収集した投影データに基づいて画像を再構成するＸ線コンピューター断層撮影装置において、そのＸ線コンピューター断層撮影装置の投影データ収集ウィンドウが被検者の緩徐流入期より小さいときは、前記投影データ収集ウィンドウの終期を心電計によって検知した被検者の心電図のＰ波のピーク付近に設定して投影データを収集し、前記投影データ収集ウィンドウが被検者の緩徐流入期より大きいときは、前記投影データ収集ウィンドウの二分の一の投影データ収集ウィンドウの終期を前記心電図のＰ波又はＲ波のピーク付近に設定して２位相方式により投影データを収集することを特徴とする。
請求項９に記載の投影データ収集方法は、Ｘ線源から被検者にＸ線を照射し、被検者を透過したＸ線を検出器によって検出し、その検出器の出力からデータ収集部によって投影データを収集し、その収集した投影データに基づいて画像を再構成するＸ線コンピューター断層撮影装置において、そのＸ線コンピューター断層撮影装置の投影データ収集ウィンドウが被検者の緩徐流入期より小さいときは、前記投影データ収集ウィンドウの終期を心電計によって検知した被検者の心電図のＰ波のピーク付近に設定して投影データを収集し、前記投影データ収集ウィンドウが被検者の緩徐流入期より大きいときは、前記投影データ収集ウィンドウの二分の一の投影データ収集ウィンドウの終期を前記心電図のＰ波及びＲ波のピーク付近に設定して投影データを収集することを特徴とする。
請求項１０に記載の投影データ収集方法は、請求項６、請求項７、請求項８又は請求項９に記載の投影データ収集方法において、被検者の冠動脈の投影データを収集することを特徴とする。
請求項１１に記載のＸ線コンピューター断層撮影装置は、Ｒ波Ｐ波を予測して投影データ収集ウィンドウを決定することを特徴とするものである。
請求項１２に記載のＸ線コンピューター断層撮影方法は、Ｒ波Ｐ波を予測して投影データ収集ウィンドウを決定することを特徴とするものである。
本願発明の実施の形態に係るＸ線コンピューター断層撮影装置の基本的構成は、図５のＸ線コンピューター断層撮影装置と同じである。
図１〜図３により本願発明の実施の形態に係るＸ線コンピューター断層撮影装置とその投影データ収集方法を説明する。
図１は、本願の発明者が解析した心臓の動きを説明するための心電図を示し、
図２は、本願発明の投影データ収集ウィンドウ（データ収集ウィンドウ）の設定例を示し、図３は、データ収集ウィンドウの設定手順を示す。
まず図１について説明する。
本願の発明者は、長年の超音波エコーによる心臓や冠動脈の研究により得た知見に基づいて、心臓の生理的特性について研究した。その結果、従来心臓の動きが静かな期間と考えらていた心拡張期には、血液が心室に急速に流入する急速流入期、非常に静かな緩徐流入期、心房収縮期とがあり、急速流入期は、心室の動きが大きいためデータ収集ウィンドウの設定に適さないこと、及び緩徐流入期は、心室が最も静かな期間でデータ収集ウィンドウの設定に適していることが分かった。
さらに心房収縮期は、心房が収縮する瞬間心室に動きが生じるが、画像の再構成にほとんど影響しないこと、即ちノイズにならないことが分かった。また心房収縮期から心室が収縮するＲ波のピークまでの期間は、２０〜３０ｍｓ程度であるがこの期間もデータ収集に使えることが分かった。
緩徐流入期にデータ収集ウィンドウを設定するときは、データ収集ウィンドウの終期をＰ波のピーク付近に設定し、心房収縮期にデータ収集ウィンドウを設定するときは、データ収集ウィンドウの終期をＲ波のピーク付近に設定すればよい。したがって、操作者は、データ収集ウィンドウを設定するとき、Ｐ波又はＲ波のピークの位置を一義的に選択することができ、経験が浅い場合にも簡単に確実に緩徐流入期又は心房収縮期にデータ収集ウィンドウを設定することができる。
次に図２のデータ収集ウィンドウの設定例について説明する。
本実施の形態は、データ収集ウィンドウが２５０ｍｓのＸ線コンピューター断層撮影装置を用いて、冠動脈の画像を再構成した。
図２（ａ）は、２５０ｍｓのデータ収集ウィンドウＷ２の終期をＰ波のピーク付近に設定した。この場合、心拍数が６５回／分より小さくなると画像は鮮明になるが、心拍数が６５回／分より大きくなると画像は不鮮明になる。心拍数が変わるとＲ波−Ｒ波期間（１周期）の長さも変わり、緩徐流入期の長さが変わる。そのため心拍数が６５回／分より大きくなると、緩徐流入期はデータ収集ウィンドウＷ２（２５０ｍｓ）よりも短くなり、データ収集ウィンドウＷ２の一部が急速流入期に入り込むため、画像は急速流入期の影響を受けるようになる。急速流入期の影響は、心拍数が６５回／分より大きくなる程大きくなる。なお緩徐流入期は、Ｒ波−Ｒ波期間の２７％程度になる。
したがって図２（ａ）によるデータ収集は、心拍数が６５回／分より小さい場合に適している。
図２（ｂ）は、１２５ｍｓ（２５０ｍｓの半分）のデータ収集ウィンドウＷ３の終期をＲ波のピーク付近に設定した例である。
心拍数が６５回／分より大きい場合には、前記のように２５０ｍｓのデータ収集ウィンドウＷ２を緩徐流入期に設定できなくなる。そこで図２（ｂ）は、心房収縮期を利用し、データ収集ウィンドウ２５０ｍｓを２分割して１２５ｍｓのデータ収集ウィンドウＷ３の終期をＲ波のピーク付近に設定し、従来のいわゆる２位相（フェース）方式により２周期で２５０ｍｓのデータ収集ウィンドウを構成している。
心拍数が６５回／分より大きい場合には、前記のように心房収縮期を利用して２位相方式を採用することにより鮮明な画像を得ることができる。なおこの場合、２５０ｍｓのデータ収集ウィンドウＷ２をＲ波のピーク付近に設定すると、画像は不鮮明になるが、それは心房収縮期が緩徐流入期より短いことによる。
なお心拍数が６５回／分より大きい場合、図２（ｂ）のように心房収縮期を利用する代わりに、緩徐流入期を利用して２位相方式を採用することもできる。また緩徐流入期と心房収縮期の夫々に１２５ｍｓのデータ収集ウィンドウを設定し、両期間合わせて２５０ｍｓのデータ収集ウィンドウを構成することもできる。この場合には、同一周期において２５０ｍｓのデータ収集ウィンドウを構成することもできる
図２（ａ），（ｂ）の場合、操作者は、従来と同様に図５において、コンソール３１のキーボード又はマウス（図示せず）を操作して、モニター３２に図２（ａ）又は図２（ｂ）の心電図を表示し、その心電図にデータ収集ウィンドウＷ２又はＷ３を重ねて表示し、データ収集部１２にそのデータ収集ウィンドウＷ２又はＷ３を設定する。
データ収集ウィンドウＷ２又はＷ３は、モニター３２においてその始期と終期をその都度設定してもよいし、大きさ２５０ｍｓ又は１２５ｍｓのデータ収集ウィンドウＷ２又はＷ３を事前に設定しておき、そのデータ収集ウィンドウＷ２又はＷ３の終期を、Ｐ波又はＲ波のピーク付近へ移動してもよい。なお従来のＸ線コンピューター断層撮影装置と同様に、Ｘ線制御部２１の制御により、データ収集ウィンドウＷ２又はＷ３の間、Ｘ線源２２がＸ線を放射するようにしてもよい。
本実施の形態は、心拍数が６５回／分より大きいか、或るいは小さいかにより設定するデータ収集ウィンドウをＷ２にするか、Ｗ３にするかを選択する例について説明したが、心拍数を考慮せずに図２（ａ）の方法によりデータ収集ウィンドウＷ２を設定して得られた画像と、図２（ｂ）の方法によりデータ収集ウィンドウＷ３を設定し２位相方式によって得られた画像とを比較して鮮明な方の画像を選択するようにしてもよい。
次に図３について説明する。
図５において、心電計２４の心電信号に基づいて被検者（患者）の心拍数が６５回／分より小さいか又は６５回／分より大きいかにより（ステップ４０）、６５回／分より小さい場合には（ステップ４１）、２５０ｍｓのデータ収集ウィンドウを選定し（ステップ４２）、その終期を図５のモニター３２の心電図のＰ波のピーク付近に合わせる（ステップ４３）。データ収集部１２のデータ収集ウィンドウは、２５０ｍｓに設定される。
心拍数が６５回／分より大きい大きい場合には（ステップ４４）、１２５ｍｓのデータ収集ウィンドウを選定し（ステップ４５）、その終期をモニター３２の心電図のＲ波のピーク付近に合わせる（ステップ４６）。データ収集部１２のデータ収集ウィンドウは、１２５ｍｓに設定される。これらのデータ収集ウィンドウの設定により、データ収集部１２は、心拍数が６５回／分より小さい場合には、緩徐流入期の投影データを収集し、また心拍数が６５回／分より大きい場合には、心房収縮期の投影データを収集して画像再構成部１３へ送る。
図３に示される各ステップの一つの例示を以下に示す。ステップ４０では心電計２４で得られた信号からＲ波、Ｐ波を検出する。この検出処理を所定回実行し平均心拍周期、Ｒ波とＰ波の平均値時間間隔を求める。平均心拍周期から１分当たりの心拍数を求め、１分間の心拍数が６５回以下の時、ステップ４２で次回心拍のＰ波の時刻を予測する。次にステップ４３でＰ波の予測時刻より２５０ｍｓ早い時刻を求め、この時刻がデータ収集ウィンドウの始期、Ｐ波の予測時刻がデータ収集ウィンドウの終期となるようにＸ線の照射時刻を設定する。ステップ４０で得られた１分間の心拍数が６５回より多い時、ステップ４５で次回心拍のＲ波の時刻を予測する。次にステップ４６でＲ波の予測時刻より１２５ｍｓ早い時刻を求め、この時刻がデータ収集ウィンドウの始期、Ｒ波の予測時刻がデータ収集ウィンドウの終期となるようにＸ線の照射時刻を設定するものである。
図６に図３の処理を実行するための構成の一例を示す。２１，２４，３２は各々図５に示されるＸ線制御部、心電計、モニタである。１０１はＲＰ波検出手段であり、心電計２１で測定された心拍波形からＲ波、Ｐ波を分離し検出するものであり、電計２１からの心拍信号を直接あるいはをＡ／Ｄ変換してＲ波、Ｐ波を検出する。心電図の解析には、例えば特開２００３−１７５００９号公報に示される相関処理を用いる方法、特開２００１−２１８７４７号公報に示されるウェーブレット変換を用いる方法、あるいは特開平１１−０９９１３２号公報に示されるＦＦＴ解析を用いる方法等各種の方法が存在し、いずれかの方法を用いてＲ波、Ｐ波を検出する。１０２は心拍特性決定手段であり１０１で得られた過去Ｎ回のＲ波、Ｐ波の発生時間間隔データを平均することにより、平均心拍時間、Ｒ波とＰ波の平均値時間間隔を求めるものである。過去の測定値のＮ回分の平均は、最新の心拍情報が得られたとき最も古い心拍情報を破棄し前記最新の心拍情報を追加ることにより常に最新の平均値を求めることが可能である。１０３はＲＰ波予測手段であり、心拍特性決定手段１０２で得られた心拍情報から次回心拍のＰ波、Ｒ波の時刻を予測するものである。例えば、ＲＰ波検出手段１０１が心電計２１からの心拍波形からがＲ波を検出した時刻を基準時刻とし、この時刻に心拍特性決定手段１０２が過去の心拍情報から算出した平均心拍時間（Ｒ_０）、およびＲ波とＰ波の平均値時間間隔（Ｐ_０）を加算することにより次回心拍のＰ波、Ｒ波の時刻を予測する。図７は心電図からＲ波、Ｐ波を分離検出し、次回心拍のＰ波、Ｒ波の時刻を予測する概念図である。心電図から検出された過去のＲ波の時間間隔Ｒ_１、Ｒ_２、・・・から平均時間間隔Ｒ_０を算出し、Ｒ波が検出された時刻を基準時刻とし、この基準時刻からＲ_０時間後を次回心拍のＲ波の予測時刻とする。また、過去のＲ波とＰ波の時間間隔Ｐ_１、Ｐ_２、・・・から平均時間間隔Ｐ_０を算出し、前記基準時刻からＰ_０時間後を次回心拍のＰ波の予測時刻とするものである。なお、Ｒ波とＰ波の予測は方法として、上記説明の平均値を利用する手法以外に、過去の変動の特性から予測する等各種の手法が利用可能である。１０４はデータ収集ウィンドウ決定手段であり、心拍特性決定回路１０２で得られた平均心拍時間から一分間の心拍数を求め、一分間の心拍数が６５より小さいときはＰ波を基準波とし、一分間の心拍数が６５より大きいときはＲ波を基準波とするものである。心拍数が６５より小さいときＲＰ波予測手段１０３で予測された次回心拍のＰ波の時刻をデータ収集ウィンドウの終期、Ｐ波の予測時刻より２５０ｍｓ早い時刻をデータ収集ウィンドウの始期と決定してウィンドウ時刻設定レジスタ１０５に設定する。逆に、心拍数が６５より大きいときＲＰ波予測手段１０３で予測された次回Ｒ波の時刻をデータ収集ウィンドウの終期、このＲ波の予測時刻より１２５ｍｓ早い時刻をデータ収集ウィンドウの始期としウィンドウ時刻設定レジスタ１０５に設定する。モニタ３２は心電計２４で得られた心電図の波形を表示すると共に波形の表示タイミングに同期してウィンドウ時刻設定レジスタ１０５を読み出し、表示中の心電図に重畳してデータ収集ウィンドウの始期と終期を表示する。図８に心電図８０１に始期マーク８０２と終期マーク８０３が重畳して表示する一例が示されている。１０６は基準波を手動により決定するための入力手段であり、データ収集ウィンドウ決定手段１０４が決定した基準波を変更するものである。例えば、データ収集ウィンドウ決定手段１０４が決定規則に基づいてＰ波を基準波とした場合であっても、操作者が基準波をＲ波に変更することを可能とするものである。１０７はウィンドウ時刻設定レジスタ１０５に設定されたデータ収集ウィンドウの始期と終期を手動で変更するための入力手段であり、ウィンドウ時刻設定レジスタ１０５に付属する補正用レジスタに補正用の正負の値を設定することにより始期及び終期の時刻を独立に進め或いは遅らせて、データ収集ウィンドウの時刻及び幅を調整可能としている。
図９はデータ収集ウィンドウの始期及び終期の時刻を決定する第２の構成を示すものであり、９０１及び９０２は可変遅延回路、９０３は可変遅延回路９０１の出力によりセットされ可変遅延回路９０２の出力によりリセットされるフリップフロップである。心電図を解析してＲ波、Ｐ波を検出し、Ｒ波とＰ波の平均値時間間隔Ｒ_０およびＰ_０を求めることは先の例と同じである。図８（ａ）は心拍数が６５より小さいときに用いる設定であり、９０１はＲＰ波検出手段１０１により得られたＲ波を“Ｐ_０−２５０ｍｓ”だけ遅延し、９０２はＲ波を“Ｐ_０”だけ遅延するように設定されている。フリップフロップ９０３の出力はＲ波から“Ｐ_０−２５０ｍｓ”後、即ちＰ波の２５０ｍｓ前を始期としＰ波を終期とする図２（ａ）のＷ２に相当する期間を特定する信号を出力する。図８（ｂ）は心拍数が６５より大きいとき用いる設定であり、９０１はＲＰ波検出手段１０１により得られたＲ波を“Ｒ_０−１２５ｍｓ”だけ遅延し、９０２はＲ波を“Ｒ_０”だけ遅延するように設定されている。この設定でのフリップフロップの出力はＲ波から“Ｒ_０−１２５ｍｓ”後、即ちＲ波の１２５ｍｓ前を始期としＲ波を終期とする図２（ｂ）のＷ３に相当する期間を特定する信号を出力する。可変遅延回路９０１および９０２に設定された遅延量を入力手段１０７の指示により増加あるいは減少することにより、データ収集ウィンドウの始期及び終期を調整し、ウィンドウの時刻及び幅を調整することが可能である。また、図９の遅延回路９０１および９０２を第１および第２のソフトウェアによるカウンタとし、例えば第１および第２のソフトウェアカウンタの各々に“Ｒ_０−１２５ｍｓ”および“Ｒ_０”の時間に相当するクロック数を設定し、ＲＰ波検出手段１０１によるＲ波の検出に応答して上記第１及び第２のソフトウェアカウンタを減算するルーチンを実行し、第１のソフトウェアカウンタがゼロとなった時データ収集ウィンドウ用フラグをセットし、第２のソフトウェアカウンタがゼロとなった時上記フラグをリセットするソフトウェアにより実現することも可能である。
前記実施の形態は、Ｘ線コンピューター断層撮影装置のデータ収集ウィンドウが２５０ｍｓの場合を例に説明したが、データ収集ウィンドウは、２５０ｍｓに限るものではない。例えば、Ｘ線コンピューター断層撮影装置のデータ収集ウィンドウが２５０ｍｓよりも小さい場合には、心拍数が６５回／分より大きいときにもそのデータ収集ウィンドウは、緩徐流入期よりも小さくなるから、緩徐流入期にそのデータ収集ウィンドウを設定することができる。即ちＸ線コンピューター断層撮影装置のデータ収集ウィンドウの大きさにより、緩徐流入期を利用できる心拍数が変わる。
また本願発明は、冠動脈の撮影に限らず冠動脈以外の心臓の撮影に適用することができる。

本願発明は、緩徐流入期及び心房収縮期をＸ線投影データの収集に利用するから、冠動脈等の鮮明な画像を再構成することができ、かつ操作者は、投影データ収集ウィンドウを設定する際、投影データ収集ウィンドウの終期をＰ波又はＲ波のピークの付近に一義的に設定するのみでよいから、経験が浅い場合にも簡単に確実に緩徐流入期又は心房収縮期に投影データ収集ウィンドウを設定することができる。
また本願発明は、心拍数抑制剤を使用することなく、カテーテルも使用せずに被検者（患者）の通常の心拍数のままでＸ線投影データを収集することができる。
図４は、本願発明と従来の発明によって収集したＸ線投影データに基づいて、冠動脈の画像を再構成してディスプレイに表示し、各種血管が表示されているか否か、即ち画像として再構成されているか否かを確認してまとめた結果を示す図で、再構成された画像の鮮明度の評価結果を示している。
図４において、グループ１は、心拍数＜６５回／分、患者数４４人のグループを、グループ２は、心拍数＞６５回／分、患者数１７人のグループを示し、ＡＬ１，ＡＬ２は、本願発明によって投影データを収集した場合を、ＡＬ３は、従来の発明によって投影データを収集した場合を示す。またデータ収集ウィンドウは、ＡＬ１が２５０ｍｓ、ＡＬ２が１２５ｍｓ（２位相方式採用）、ＡＬ３が従来のＲ波−Ｒ波期間の５０％に設定した場合を示す。
図４において、評価の対象になった冠動脈は、左主冠動脈（ＬＭ）、左冠動脈前下行枝（ＬＡＤ）、左冠動脈回旋枝（ＬＣｘ）、及び右冠動脈（ＲＣＡ）である。なお前記各冠動脈は、＃の数字が大きくなる程血管は細くなる。
図４は、グループ１，２の患者４４人、１７人に対して、再構成された画像において各血管の画像を確認できた患者数の比率（％）を表している。
まずグループ１についてみると、ＡＬ１とＡＬ３の各血管の確認率は、ＡＬ１の方がＡＬ３よりも高いことが分かる。即ち心拍数＜６５回／分の場合、各血管の確認率は、本願発明の方が従来の発明よりも高くなることが分かる。特に冠動脈の内、右冠動脈（ＲＣＡ）は、Ｘ線撮影が難しく鮮明な再構成画像を得ることが困難であるが、本願発明の確認率は、右冠動脈（ＲＣＡ）ついても高くなる。例えば＃１の血管は、ＡＬ３の４８％に対してＡＬ１は９１％にもなり、また＃３の血管は、ＡＬ３の２７％に対してＡＬ１は８０％にもなる。このように本願発明（ＡＬ１）の右冠動脈（ＲＣＡ）の確認率は、従来の発明（ＡＬ３）の約１．９倍から３倍にもなる。
次にグループ２についてみると、ＡＬ２とＡＬ３の各血管の確認率は、グループ１と同様に本願発明の方が従来の発明よりも高く、右冠動脈（ＲＣＡ）については、本願発明（ＡＬ２）の確認率は、従来の発明（ＡＬ３）の約１．７倍から４．４倍にもなる。なお図４のＤ１は第１対角枝であり、ＯＭは鈍角枝（鈍角冠動脈）である。
以上のように本願発明によって再構成された画像は、従来の発明によって再構成された画像よりも鮮明になることが分かる。

Claims

Ｘ線源から被検者にＸ線を照射し、被検者を透過したＸ線を検出器によって検出し、その検出器の出力からデータ収集部によって投影データを収集し、その収集した投影データに基づいて画像を再構成するＸ線コンピューター断層撮影装置において、そのＸ線コンピューター断層撮影装置の投影データ収集ウィンドウの終期を、心電計によって検知した被検者の心電図のＰ波又はＲ波のピーク付近に設定して投影データを収集することを特徴とするＸ線コンピューター断層撮影装置。
Ｘ線源から被検者にＸ線を照射し、被検者を透過したＸ線を検出器によって検出し、その検出器の出力からデータ収集部によって投影データを収集し、その収集した投影データに基づいて画像を再構成するＸ線コンピューター断層撮影装置において、その投影データ収集ウィンドウの終期を、心電計によって検知した被検者の心電図のＰ波のピーク付近に設定して投影データを収集する、又は前記投影データ収集ウィンドウの二分の一の投影データ収集ウィンドウの終期を前記心電図のＰ波又はＲ波のピーク付近に設定して２位相方式により投影データを収集することを特徴とするＸ線コンピューター断層撮影装置。
Ｘ線源から被検者にＸ線を照射し、被検者を透過したＸ線を検出器によって検出し、その検出器の出力からデータ収集部によって投影データを収集し、その収集した投影データに基づいて画像を再構成するＸ線コンピューター断層撮影装置において、そのＸ線コンピューター断層撮影装置の投影データ収集ウィンドウが被検者の緩徐流入期より小さいときは、前記投影データ収集ウィンドウの終期を心電計によって検知した被検者の心電図のＰ波のピーク付近に設定して投影データを収集し、前記投影データ収集ウィンドウが被検者の緩徐流入期より大きいときは、前記投影データ収集ウィンドウの二分の一の投影データ収集ウィンドウの終期を前記心電図のＰ波又はＲ波のピーク付近に設定して２位相方式により投影データを収集することを特徴とするＸ線コンピューター断層撮影装置。
Ｘ線源から被検者にＸ線を照射し、被検者を透過したＸ線を検出器によって検出し、その検出器の出力からデータ収集部によって投影データを収集し、その収集した投影データに基づいて画像を再構成するＸ線コンピューター断層撮影装置において、そのＸ線コンピューター断層撮影装置の投影データ収集ウィンドウが被検者の緩徐流入期より小さいときは、前記投影データ収集ウィンドウの終期を心電計によって検知した被検者の心電図のＰ波のピーク付近に設定して投影データを収集し、前記投影データ収集ウィンドウが被検者の緩徐流入期より大きいときは、前記投影データ収集ウィンドウの二分の一の投影データ収集ウィンドウの終期を前記心電図のＰ波及びＲ波のピーク付近に設定して投影データを収集することを特徴とするＸ線コンピューター断層撮影装置。
請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載のＸ線コンピューター断層撮影装置において、被検者の冠動脈の投影データを収集することを特徴とするＸ線コンピューター断層撮影装置。
Ｘ線源から被検者にＸ線を照射し、被検者を透過したＸ線を検出器によって検出し、その検出器の出力からデータ収集部によって投影データを収集し、その収集した投影データに基づいて画像を再構成するＸ線コンピューター断層撮影装置において、そのＸ線コンピューター断層撮影装置の投影データ収集ウィンドウの終期を、心電計によって検知した被検者の心電図のＰ波又はＲ波のピーク付近に設定して投影データを収集することを特徴とする投影データ収集方法。
Ｘ線源から被検者にＸ線を照射し、被検者を透過したＸ線を検出器によって検出し、その検出器の出力からデータ収集部によって投影データを収集し、その収集した投影データに基づいて画像を再構成するＸ線コンピューター断層撮影装置において、その投影データ収集ウィンドウの終期を、心電計によって検知した被検者の心電図のＰ波のピーク付近に設定して投影データを収集する、又は前記投影データ収集ウィンドウの二分の一の投影データ収集ウィンドウの終期を前記心電図のＰ波又はＲ波のピーク付近に設定して２位相方式により投影データを収集することを特徴とする投影データ収集方法。
Ｘ線源から被検者にＸ線を照射し、被検者を透過したＸ線を検出器によって検出し、その検出器の出力からデータ収集部によって投影データを収集し、その収集した投影データに基づいて画像を再構成するＸ線コンピューター断層撮影装置において、そのＸ線コンピューター断層撮影装置の投影データ収集ウィンドウが被検者の緩徐流入期より小さいときは、前記投影データ収集ウィンドウの終期を心電計によって検知した被検者の心電図のＰ波のピーク付近に設定して投影データを収集し、前記投影データ収集ウィンドウが被検者の緩徐流入期より大きいときは、前記投影データ収集ウィンドウの二分の一の投影データ収集ウィンドウの終期を前記心電図のＰ波又はＲ波のピーク付近に設定して２位相方式により投影データを収集することを特徴とする投影データ収集方法。
Ｘ線源から被検者にＸ線を照射し、被検者を透過したＸ線を検出器によって検出し、その検出器の出力からデータ収集部によって投影データを収集し、その収集した投影データに基づいて画像を再構成するＸ線コンピューター断層撮影装置において、そのＸ線コンピューター断層撮影装置の投影データ収集ウィンドウが被検者の緩徐流入期より小さいときは、前記投影データ収集ウィンドウの終期を心電計によって検知した被検者の心電図のＰ波のピーク付近に設定して投影データを収集し、前記投影データ収集ウィンドウが被検者の緩徐流入期より大きいときは、前記投影データ収集ウィンドウの二分の一の投影データ収集ウィンドウの終期を前記心電図のＰ波及びＲ波のピーク付近に設定して投影データを収集することを特徴とする投影データ収集方法。
請求項６、請求項７、請求項８又は請求項９に記載の投影データ収集方法において、被検者の冠動脈の投影データを収集することを特徴とする投影データ収集方法。
Ｘ線源から被検者にＸ線を照射し、被検者を透過したＸ線を検出器によって検出し、その検出器の出力からデータ収集部によって投影データを収集し、その収集した投影データに基づいて画像を再構成するＸ線コンピューター断層撮影装置であって、心電計から心電図からＲ波、Ｐ波を検出する手段と、心電図から心拍数を求める手段と、Ｒ波およびＰ求の時刻を予測する手段と、前記求められた心拍数からＲ波とＰ波の一方を基準波として選択する手段と、前記選択された基準波の予測時刻より所定時間早い時刻を求める手段と、前記求められた早い時刻を投影データ収集ウィンドウの始期と設定し前記選択された基準波の予測時刻を投影データ収集ウィンドウの終期と設定する手段を有することを特徴とするＸ線コンピューター断層撮影装置。
Ｘ線源から被検者にＸ線を照射し、被検者を透過したＸ線を検出器によって検出し、その検出器の出力からデータ収集部によって投影データを収集する方法において、心電計から心電図からＲ波、Ｐ波を検出するステップと、心電図から心拍数を求めるステップと、Ｒ波およびＰ波の時刻を予測するステップと、前記求められた心拍数からＲ波とＰ波の一方を基準波として選択するステップと、前記選択された基準波の予測時刻より所定時間早い時刻を求めるステップと、前記求められた早い時刻を投影データ収集ウィンドウの始期と設定し前記選択された基準波の予測時刻を投影データ収集ウィンドウの終期として投影データを収集することを特徴とする方法。