JPWO2014188936A1 - X線ct装置及び撮影方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1及び図2を参照して、X線CT装置1の構成について説明する。
図1に示すように、X線CT装置1は、被検体6に対するX線照射を行うとともに被検体6を透過したX線を検出するガントリ2と、被検体6を載置する寝台テーブル3と、X線CT装置1の各部を制御するための画像処理装置40と、画像処理装置40から送出される制御信号に従ってガントリ2の撮影動作を制御する撮影制御器20と、被検体6の動き情報を取得する動き情報計測器7と、ガントリ2の撮影動作により収集された透過X線データに基づいて画像を再構成する再構成演算器43とを備える。
動き情報計測器7は、心臓の拍動を測定する場合は、例えば心電計を用いればよい。心電計は、被検体6に取り付けた電極を介して、心臓の心拍運動を反映した活動電位の時間変化を表す心電情報を計測し、例えば0.1秒間隔等の所定のサンプリングピッチでデジタル信号に変換する。
本発明に係る画像処理装置40は、動き周期分布取得部51、動き周期の頻度算出部52、動き周期別特定位相時間算出部53、X線変調曲線算出部54、撮影制御部55、記憶部403を有する。
本発明では、X線変調曲線算出部54は、動き周期の頻度算出部52により求めた最頻の動き周期と、動き周期分布取得部51により求めた動き周期分布71とに基づいてX線変調曲線を算出する。
まず、図9を参照して撮影処理全体の流れについて説明する。
画像処理装置40のX線変調曲線算出部54は、動き周期分布71から各動き周期の頻度を算出し、最頻の動き周期(最頻心拍数)の特定位相時間でX線量が第1レベル(高X線量L1)となり、最頻の動き周期以外の各動き周期の特定位相時間では、頻度に応じたX線量となるようにX線変調曲線を算出する。
X線量は高X線量L1を100%とし、低X線量L2を0%とする。最頻心拍数より大きい各心拍数では、各々の特定位相時間の開始時刻でX線量がその心拍数の頻度の割合に応じたX線量となるように上昇させる。また、最頻心拍数では特定位相時間の開始時刻から終了時刻までX線量が100%のレベルとなるようにする。最頻心拍数より小さい各心拍数では、各々の特定位相時間の終了時刻でX線量がその心拍数の頻度の割合に応じた割合のX線量となるように低減させる。
画像処理装置40のX線変調曲線算出部54は、動き周期分布71から各動き周期の頻度を算出し、特徴的な頻度の動き周期を抽出し、抽出した動き周期の特定位相範囲で高X線量とし、その他の動き周期の特定位相範囲でX線量を低減させるように、X線変調曲線を算出するようにしてもよい。
画像処理装置40のX線変調曲線算出部54は、図12に示すX線変調曲線81や図13に示すX線変調曲線82をスプライン補間等の高次補間によって滑らかな曲線となるように決定してもよい。図14に示すX線変調曲線83は、図12のX線変調曲線81を各心拍数の特定位相時間の開始時刻または終了時刻でX線量の変化が滑らかになるように補間した例である。
画像処理装置40のX線変調曲線算出部54は、特徴的な頻度の動き周期を削除し、削除後の動き周期の頻度に基づいてX線変調曲線を算出してもよい。また、これと併せて、実施例2と同様に、特徴的な頻度の心拍数を抽出し、抽出した動き周期の頻度に基づいてX線変調曲線を算出してもよい。
70[bpm]は頻度28.6%であるので、そのままの頻度を維持する。最小頻度である71[bpm]及び65[bpm]の頻度は0%に変更される。
次に、図17、図18を参照して第2の実施の形態のX線CT装置1について説明する。
(a)低X線量から高X線量への変調
低X線量から高X線量への切り替え開始時刻T1cは、最大心拍数(71[bpm])における特定位相時間76aの開始時刻T1bを高X線量で照射するために必要な時間tAだけ遡った時刻とする。X線量の変調速度は、切り替え開始時刻T1cから最頻心拍数(70[bpm])における特定位相時間76bの開始時刻T1までの時間全部を使って低X線量から高X線量へ移行する速度とする。
高X線量から低X線量への切り替え開始時刻は、最頻心拍数(70[bpm])における特定位相時間76bの終了時刻T2とする。また、高X線量から低X線量への切り替えに要する時間tBを予め求めておく。変調速度は、最小心拍数(65[bpm])における特定位相時間76gの終了時刻T2bで切り替えを開始したと仮定した場合に低X線量になる時刻T2c(T2c=T2b+tB)を求め、実際の切り替え開始時刻T2から上述の時刻T2cまでの時間で高X線量から低X線量へ移行する速度とする。
次に、図19及び図20を参照して第3の実施の形態のX線CT装置1について説明する。
第3の実施の形態の画像処理装置40aは、図3に示す画像処理装置40の機能構成に加え、修正部56を備える。
X線CT装置1の画像処理装置40は、本撮影の前に、動き情報計測器7により動き情報の計測を行う(ステップS401)。例えば、本撮影の前に行われる息止め練習期間に、心電計7により心電情報を取得する。心電計7は、取得した心電情報を画像処理装置40へ送出する。
動き情報計測器7は、心臓の拍動を測定する場合は、例えば心電計を用いればよい。心電計は、被検体6に取り付けた電極を介して、心臓の心拍運動を反映した活動電位の時間変化を表す心電情報を計測し、例えば0.1秒間隔等の所定のサンプリングピッチでデジタル信号に変換する。
70[bpm]は頻度28.6%であるので、そのままの頻度を維持する。最小頻度である71[bpm]及び65[bpm]の頻度は0%に変更される。
Claims (11)
- X線を発生するX線源と、
被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、
前記X線検出器により検出した透過X線データを収集するデータ収集装置と、
被検体の動き情報を計測する動き情報計測部と、
本撮影に先立ち、前記動き情報計測部により計測された動き情報に基づいて動き周期分布を取得する動き周期分布取得部と、
前記動き周期分布から最頻の動き周期を算出する最頻周期算出部と、
動き周期の特定位相範囲でX線量が第1レベルとなり、前記特定位相範囲以外の位相でX線量が前記第1レベルより低いレベルとなるようにX線変調のタイミング及びX線量を指定するX線変調曲線を、前記最頻の動き周期と前記動き周期分布とに基づいて決定するX線変調曲線算出部と、
前記X線変調曲線に従ってX線量を変調しながら本撮影を行う撮影制御部と、
本撮影において前記データ収集装置から得られた透過X線データに基づいて被検体の画像を再構成する再構成演算部と、
を備えることを特徴とするX線CT装置。 - 前記X線変調曲線算出部は、
前記動き周期の分布から各動き周期の頻度を算出し、
前記最頻の動き周期の特定位相範囲でX線量が第1レベルとなり、
前記最頻の動き周期以外の各動き周期の特定位相範囲では、前記頻度に応じたX線量となるように前記X線変調曲線を算出することを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 - 前記X線変調曲線算出部は、
前記特定位相範囲に該当する時間範囲の開始時刻及び終了時刻を動き周期別に算出し、 前記最頻の動き周期より大きい動き周期の各特定位相範囲の開始時刻でX線量が動き周期の頻度の割合に応じたX線量となり、
前記最頻の動き周期の前記特定位相範囲に該当する時間範囲でX線量が前記第1レベルとなり、
前記最頻の動き周期より小さい動き周期の各特定位相範囲の終了時刻でX線量が動き周期の頻度の割合に応じた割合のX線量となるように、前記X線変調曲線を算出することを特徴とする請求項2に記載のX線CT装置。 - 前記X線変調曲線算出部は、
前記頻度のうち特徴的な頻度の動き周期を抽出し、抽出した動き周期の特定位相範囲でX線量が前記第1レベルとなるように前記X線変調曲線を算出することを特徴とする請求項2に記載のX線CT装置。 - 前記X線変調曲線算出部は、
前記頻度のうち特徴的な頻度の動き周期を削除し、削除後の動き周期の頻度に基づいて前記X線変調曲線を算出することを特徴とする請求項2に記載のX線CT装置。 - 前記X線変調曲線算出部は、
前記特定位相範囲に該当する時間範囲の開始時刻及び終了時刻を動き周期別に算出し、 最頻動き周期及び最大動き周期における各特定位相範囲の開始時刻の時間差、または最頻動き周期及び最小動き周期における各特定位相範囲の終了時刻の時間差に応じてX線量の変調速度を決定することを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 - X線変調速度の限界値を予め保持する記憶部を備え、
前記X線変調曲線算出部は、前記限界値を超えないように前記X線変調曲線を算出することを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 - 前記動き情報計測部は、本撮影前及び本撮影中の被検体の動き情報を計測し、
前記本撮影前に計測した動き情報に基づいて前記X線変調曲線算出部により算出されたX線変調曲線を、前記本撮影中に計測した動き情報に基づいて修正する修正部を更に備え、
前記撮影制御部は、前記修正部により修正されたX線変調曲線に従ってX線量を変調しながら本撮影を行うことを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 - 前記X線変調曲線を、心拍数別に算出された特定位相時間とともに表示することを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
- 前記特定位相時間と対応させて前記動き周期分布を表示することを特徴とする請求項9に記載のX線CT装置。
- X線CT装置による本撮影に先立ち、計測された被検体の動き情報に基づいて動き周期分布を取得するステップと、
前記動き周期分布から最頻の動き周期を算出するステップと、
動き周期の特定位相範囲でX線量が第1レベルとなり、前記特定位相範囲以外の位相でX線量が前記第1レベルより低いレベルとなるようにX線変調のタイミング及びX線量を指定するX線変調曲線を、前記最頻の動き周期と前記動き周期分布とに基づいて決定するステップと、
前記X線変調曲線に従ってX線量を変調しながら前記X線CT装置が本撮影を行うステップと、
本撮影において得られた透過X線データに基づいて被検体の画像を再構成するステップと、
を含むことを特徴とする撮影方法。
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