WO2012073962A1 - Ｘ線ｃｔ装置及び画像生成方法 - Google Patents

Ｘ線ｃｔ装置及び画像生成方法 Download PDF

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WO2012073962A1
WO2012073962A1 PCT/JP2011/077548 JP2011077548W WO2012073962A1 WO 2012073962 A1 WO2012073962 A1 WO 2012073962A1 JP 2011077548 W JP2011077548 W JP 2011077548W WO 2012073962 A1 WO2012073962 A1 WO 2012073962A1
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PCT/JP2011/077548
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English (en)
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Inventor
博基 田口
昌快 津雪
Original Assignee
株式会社東芝
東芝メディカルシステムズ株式会社
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    • A61B6/488—Diagnostic techniques involving pre-scan acquisition
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    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
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    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis

Definitions

  • the present embodiment as one aspect of the present invention relates to an X-ray CT (computed tomography) apparatus and an image generation method for injecting a contrast medium into a subject and scanning.
  • X-ray CT computed tomography
  • the dynamic scan is a technique in which after a contrast agent is administered, the scan is continuously performed for a predetermined time according to the speed of the contrast agent flowing in the subject.
  • a conventional X-ray CT apparatus generates a non-contrast image of a subject in a non-contrast state, sets an ROI (region of interest) and a threshold based on the non-contrast image, and starts injection of a contrast agent. Then, after the start of the injection of the contrast agent, Real Prep is started (see, for example, Patent Document 1).
  • the real prep detects the start timing (trigger) of the main scan before the main scan such as a dynamic scan, and starts the main scan when the CT value in the ROI exceeds a threshold value.
  • the operator only has a function of placing the ROI at an arbitrary position using a non-contrast image.
  • Real prep is currently used in a variety of situations, such as when the patient is breathing, and when the contrast medium arrives, the main scan is performed as soon as possible, and the start timing of the main scan needs to be detected with high accuracy. ing.
  • a high CT value region such as bone and calcification existing outside the ROI and around the ROI is detected after the start of the real prep, There is a possibility of entering into the ROI due to breathing, body movement, etc., and there is a possibility that the start timing of the main scan is wrong.
  • the body movement of the subject often moves up and down as well as back and forth and left and right. Further, when real prep is performed in the vicinity of the aorta under breathing, there is a high possibility that a high CT value region such as calcification will enter the ROI due to vertical movement of the subject.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an X-ray CT apparatus of the present embodiment.
  • the block diagram which shows the function of the X-ray CT apparatus of this embodiment.
  • the flowchart which shows operation
  • FIGS. 7A to 7C are diagrams for explaining a change in ROI.
  • the X-ray CT apparatus includes an X-ray source and an X-ray detector, and a pre-scan that performs scanning by controlling the operation of the scanning unit that collects data of a subject and the scanning unit.
  • a control unit ; an image generation unit configured to generate image data of the subject based on the pre-scan; a region of interest for measuring a change in contrast agent based on the image data; the region of interest and a peripheral region thereof
  • an area setting means for setting an enlarged area for determining whether or not a high pixel value area exists, and when there is no pixel value exceeding the first threshold in the enlarged area, Timing detection means for detecting a start timing of a main scan in which a pixel value in the region of interest exceeds a second threshold after the injection of the contrast agent is started.
  • the computer-generated image generation method includes an X-ray source and an X-ray detector, and controls the operation of a scanning unit that collects data of an object to execute pre-scan. Whether or not there is a high pixel value region including a region of interest for generating image data of the subject and measuring a change in contrast agent based on the image data, the region of interest and its surrounding region And when there is no pixel value exceeding the first threshold in the enlarged region, after the injection of the contrast agent is started, the pixels in the region of interest The start timing of the main scan whose value exceeds the second threshold is detected.
  • an X-ray source and an X-ray detector are integrated with a rotation / rotation (rotate / rotate) type in which the periphery of the subject rotates, and a large number of detection elements are arrayed in a ring shape.
  • rotation / rotation rotate / rotate
  • STATIONION / ROTATE fixed / rotation
  • the present invention can be applied to any type.
  • the rotation / rotation type that currently occupies the mainstream will be described.
  • the mechanism for converting incident X-rays into electric charges is based on an indirect conversion type in which X-rays are converted into light by a phosphor such as a scintillator and the light is further converted into electric charges by a photoelectric conversion element such as a photodiode.
  • a photoelectric conversion element such as a photodiode.
  • a so-called multi-tube type X-ray CT apparatus in which a plurality of pairs of an X-ray source and an X-ray detector are mounted on a rotating ring has been commercialized, and the development of peripheral technologies has progressed.
  • the X-ray CT apparatus of the present embodiment can be applied to both a conventional single-tube type X-ray CT apparatus and a multi-tube type X-ray CT apparatus.
  • a single tube X-ray CT apparatus will be described.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing the X-ray CT apparatus of the present embodiment.
  • FIG. 1 shows an X-ray CT apparatus 1 of the present embodiment that scans by injecting a contrast medium into a subject.
  • the X-ray CT apparatus 1 is mainly composed of a scanner device 11 and an image processing device 12.
  • the scanner device 11 of the X-ray CT apparatus 1 is usually installed in an examination room and configured to generate X-ray transmission data regarding a patient (subject) O.
  • the image processing apparatus 12 is usually installed in a control room adjacent to the examination room, and is configured to generate projection data based on transmission data and generate / display a reconstructed image.
  • the scanner device 11 of the X-ray CT apparatus 1 includes an X-ray tube (X-ray source) 21, an aperture 22, an X-ray detector 23, a DAS (data acquisition system) 24, a rotating unit 25, a high voltage power supply 26, and an aperture drive device. 27, a rotation drive device 28, a top plate 30, a top plate drive device 31, and a controller 32 are provided.
  • the X-ray tube 21 generates an X-ray by causing an electron beam to collide with a metal target according to the tube voltage supplied from the high-voltage power supply 26 and irradiates the X-ray detector 23 toward the X-ray detector 23. Fan beam X-rays and cone beam X-rays are formed by X-rays emitted from the X-ray tube 21.
  • the X-ray tube 21 is supplied with electric power necessary for X-ray irradiation under the control of the controller 32 via the high voltage power supply 26.
  • the diaphragm 22 adjusts the irradiation range in the slice direction of the X-rays irradiated from the X-ray tube 21 by the diaphragm driving device 27. That is, by adjusting the aperture of the diaphragm 22 by the diaphragm driving device 27, the X-ray irradiation range in the slice direction can be changed.
  • the X-ray detector 23 is a one-dimensional array type detector (also referred to as a single slice type detector) having a plurality of detection elements in the channel direction and a single detection element in the column (slice) direction.
  • the X-ray detector 23 is a two-dimensional array detector (also referred to as a multi-slice detector) having a matrix, that is, a plurality of channels in the channel direction and a plurality of rows of X-ray detection elements in the slice direction. is there.
  • the X-ray detection element of the X-ray detector 23 detects X-rays emitted from the X-ray tube 21.
  • the DAS 24 amplifies the transmission data signal detected by each X-ray detection element of the X-ray detector 23 and converts it into a digital signal. Output data from the DAS 24 is supplied to the image processing apparatus 12 via the controller 32 of the scanner apparatus 11.
  • Rotating unit 25 holds X-ray tube 21, diaphragm 22, X-ray detector 23, and DAS 24 as a unit.
  • the rotating unit 25 can rotate around the subject O together with the X-ray tube 21, the diaphragm 22, the X-ray detector 23, and the DAS 24 with the X-ray tube 21 and the X-ray detector 23 facing each other. It is configured as follows.
  • a direction parallel to the rotation center axis of the rotating unit 25 is defined as a z-axis direction, and a plane orthogonal to the z-axis direction is defined as an x-axis direction and a y-axis direction.
  • the high voltage power supply 26 supplies power necessary for X-ray irradiation to the X-ray tube 21 under the control of the controller 32.
  • the diaphragm driving device 27 has a mechanism for adjusting the irradiation range of the diaphragm 22 in the X-ray slice direction under the control of the controller 32.
  • the rotation drive device 28 has a mechanism for rotating the rotating unit 25 so that the rotating unit 25 rotates around the hollow portion while maintaining the positional relationship under the control of the controller 32.
  • the top board 30 can place the patient O.
  • the top plate driving device 31 has a mechanism for moving the top plate 30 up and down along the y-axis direction and moving in / out along the z-axis direction under the control of the controller 32.
  • the central portion of the rotating unit 25 has an opening, and the subject O placed on the top 30 of the opening is inserted.
  • the controller 32 includes a CPU (central processing unit) and a memory.
  • the controller 32 controls the X-ray detector 23, the DAS 24, the high voltage power supply 26, the aperture driving device 27, the rotation driving device 28, the top plate driving device 31, and the like to execute scanning.
  • the image processing apparatus 12 of the X-ray CT apparatus 1 is configured based on a computer, and can communicate with a network N such as a hospital basic LAN (local area network).
  • the image processing device 12 is mainly composed of basic hardware such as a CPU 41, a memory 42, an HDD (hard disc drive) 43, an input device 44, and a display device 45.
  • the CPU 41 is interconnected to each hardware component constituting the image processing device 12 via a bus as a common signal transmission path.
  • the image processing apparatus 12 may include a storage medium drive 46.
  • the CPU 41 is a control device having an integrated circuit (LSI) configuration in which an electronic circuit made of a semiconductor is enclosed in a package having a plurality of terminals.
  • LSI integrated circuit
  • the CPU 41 executes a program stored in the memory 42.
  • the CPU 41 reads a program stored in the HDD 43, a program transferred from the network N and installed in the HDD 43, or a program read from the storage medium installed in the storage medium drive 46 and installed in the HDD 43. It is loaded into the memory 42 and executed.
  • the memory 42 is a storage device including a ROM (read only memory) and a RAM (random access memory).
  • the memory 42 stores IPL (initial program loading), BIOS (basic input / output system), and data, and is used for temporary storage of the work memory of the CPU 41 and data.
  • the HDD 43 is a storage device having a configuration in which a metal disk coated or vapor-deposited with a magnetic material is not removable and is built in.
  • the HDD 43 is a storage device that stores programs installed in the image processing apparatus 12 (including application programs, OS (operating system), etc.), and data such as projection data and image data.
  • the OS can be provided with a graphical user interface (GUI) that can perform basic operations with the input device 44 by using a lot of graphics for displaying information to the operator.
  • GUI graphical user interface
  • a storage device such as an SSD or MRAM may be used.
  • the input device 44 is a pointing device that can be operated by an operator, and an input signal according to the operation is sent to the CPU 41.
  • the display device 45 includes an image composition circuit (not shown), a VRAM (video random access memory), a display, and the like.
  • the image synthesizing circuit generates synthesized data obtained by synthesizing character data of various parameters with image data.
  • the VRAM expands the composite data as data to be displayed on the display.
  • the display is configured by a liquid crystal display, a CRT (cathode ray tube), or the like, and sequentially displays the developed data.
  • the storage medium drive 46 can be attached to and detached from the storage medium, reads out data (including programs) stored in the storage medium, outputs the data on the bus, and outputs data supplied via the bus. Write to storage media.
  • a storage medium can be provided in a state where so-called package software is stored.
  • the image processing device 12 performs projection processing on the raw data input from the DAS 24 of the scanner device 11 and correction processing such as sensitivity correction (preprocessing) to generate projection data. Further, the image processing device 12 performs scattered radiation removal processing on the preprocessed projection data. The image processing device 12 removes scattered radiation based on the value of the projection data within the X-ray exposure range, and based on the projection data to be subjected to scattered radiation correction or the value of the adjacent projection data. The estimated scattered radiation is subtracted from the target projection data to perform scattered radiation correction. The image processing device 12 generates and stores image data by reconstructing the corrected projection data.
  • FIG. 2 is a block diagram showing functions of the X-ray CT apparatus 1 of the present embodiment.
  • the X-ray CT apparatus 1 When the CPU 41 of the image processing apparatus 12 executes the program, the X-ray CT apparatus 1 has a prescan control unit 51, an image generation unit 52, an area setting unit 53, a comparison unit 54, an abnormality notification, as shown in FIG. Functions as a unit 55, a normal notification unit 56, a contrast medium injection start reception unit 57, a timing detection unit 58, and a main scan control unit 59. Note that all or part of the components 51 to 59 of the X-ray CT apparatus 1 may be provided as hardware in the X-ray CT apparatus 1.
  • the pre-scan control unit 51 controls the operation of the scanner device 11 via the controller 32 to execute the pre-scan of the patient O before the main scan performed by injecting the contrast medium into the subject, for example, the dynamic scan. It has a function.
  • the pre-scan executed by the pre-scan control unit 51 may be a non-contrast scan, or a scan after injection of the contrast agent and before the arrival of the contrast agent at the ROI (region of interest). May be.
  • the pre-scan executed by the pre-scan control unit 51 will be described as a non-contrast scan.
  • the pre-scan control unit 51 executes conventional scan, helical scan, volume scan, and the like.
  • the non-contrast image data generated by the image generation unit 52 is stored in a storage device such as the HDD 43.
  • the region setting unit 53 has a function of setting an ROI for measuring a change in contrast agent by real prep based on the non-contrast image data generated by the image generation unit 52. For example, the region setting unit 53 sets the ROI based on the input signal input by the operator via the input device 44 while viewing the non-contrast image data displayed on the display device 45.
  • the region setting unit 53 includes a set ROI and its surrounding region (which may include a slice direction), and has a function of setting an enlarged region for determining whether a high CT value region exists.
  • the area setting unit 53 may automatically set an enlarged area based on the set ROI, or may set an enlarged area based on an input signal input by an operator via the input device 44.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a method for setting an enlarged region using single slice non-contrast image data.
  • the operator designates the ROI based on the non-contrast image data shown in FIG.
  • the area setting unit 53 sets an enlarged area so as to include the entire set ROI. It is assumed that high CT value areas A1 and A2 exist in the enlarged area.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a method for setting an enlarged region using multi-slice non-contrast image data.
  • FIG. 4 shows multi-slice non-contrast image data 401 and 403 and non-contrast image data 402 displayed in a stack based on multi-slice non-contrast image data.
  • the non-contrast image data 402 displayed as a stack is generated by averaging the at least some slices of the non-contrast image data 401 of N slices.
  • FIG. 4 shows an example in which the non-contrast image data 402 displayed as a stack is generated by averaging all slices of the non-contrast image data 401 of N slices.
  • the region setting unit 53 performs non-contrast of the N slices ROIs are set for the non-contrast image data from the (n ⁇ i) th to the (n + i) th image in the image data. Then, the region setting unit 53 sets each enlarged region in the non-contrast image data in which the ROI is set so as to include the entire ROI.
  • the comparison unit 54 illustrated in FIG. 2 compares the CT value (pixel value) in the enlarged region set by the region setting unit 53 with the first threshold value set to exclude the high CT value regions A1 and A2. By doing so, it has a function of determining whether or not a high CT value region exists in the enlarged region. That is, the comparison unit 54 compares the CT value in the enlarged region including the ROI with the first threshold value.
  • the reason for determining whether or not the high CT value region exists in the enlarged region is that even if the high CT value region exists outside the ROI at the time of setting the ROI, for example, after the start of contrast agent injection This is because there is a possibility that the subject's heartbeat, respiration, body movement, etc. may enter the ROI, and the start timing of the main scan may be erroneous.
  • the abnormality notification unit 55 determines that there is a CT value exceeding the first threshold in the enlarged region set by the region setting unit 53 based on the comparison result by the comparison unit 54, the abnormality notification unit 55 has a high CT value in the ROI. If there is a region, or there is a possibility that a high CT value region may enter the ROI after the start of the injection of the contrast agent, it may have a function of notifying that effect (ROI abnormality). Similarly, when the multi-slice non-contrast image data is generated by the image generation unit 52, the abnormality notification unit 55 is within the enlarged region set by the region setting unit 53 based on the comparison result by the comparison unit 54. When it is determined that there is a CT value that exceeds the first threshold, that fact may be notified.
  • the ROI abnormality notification may be output from a speaker (not shown) or may be output from the display device 45.
  • the CT value of the non-contrast image data having a CT value exceeding the first threshold may be displayed in color according to the size thereof. it can.
  • the region setting unit 53 can reset the ROI based on the non-contrast image data generated by the image generation unit 52.
  • the normal notification unit 56 determines that there is no CT value exceeding the first threshold in the enlarged region set by the region setting unit 53 based on the comparison result by the comparison unit 54, the normal notification unit 56 has a high CT in the ROI. There is no value area, and there is a possibility that a high CT value area will not enter (be low) in the ROI after the start of contrast agent injection. May be.
  • the normal notification unit 56 is within the enlarged region set by the region setting unit 53 based on the comparison result by the comparison unit 54. When it is determined that there is no CT value exceeding the first threshold value, this fact may be notified.
  • the contrast medium injection start accepting unit 57 is contrast-enhanced based on an input signal input by the operator via the input device 44 when the abnormality notifying unit 55 or the normal notifying unit 56 notifies the operator of the abnormality / normality of the ROI.
  • You may have a function which receives the start instruction
  • the operator may be allowed to execute the main scan. For example, when the abnormality notifying unit 55 displays the CT value of the image data having a CT value exceeding the first threshold in color according to the size, the operator uses the input device 44 while watching the color display. Therefore, the start of contrast medium injection may be performed in preference to the ROI resetting.
  • the timing detection unit 58 starts the real prep after the injection of the contrast medium into the patient O is started, and the CT value in the ROI set by the region setting unit 53 exceeds the preset second threshold value. It has a function of detecting the start timing (trigger) of the main scan.
  • the main scan control unit 59 has a function of executing the main scan of the patient O by controlling the operation of the scanner device 11 via the controller 32 when the timing detection unit 58 detects the start timing of the main scan.
  • the image generation unit 52 has a function of generating contrast image data of a plurality of slices based on data collected by the scanner device 11 by the main scan under the control of the main scan control unit 59.
  • the contrast image data generated by the image generation unit 52 is stored in a storage device such as the HDD 43.
  • the X-ray CT apparatus 1 controls the operation of the scanner apparatus 11 via the controller 32, and executes a pre-scan of the patient O without contrast before the main scan (step ST1).
  • the X-ray CT apparatus 1 generates non-contrast image data of N slices based on data collected by the scanner apparatus 11 by pre-scanning under the control of the pre-scan control unit 51 (step ST2).
  • the non-contrast image data generated in step ST2 is stored in a storage device such as the HDD 43.
  • the X-ray CT apparatus 1 sets an ROI for measuring a change in contrast agent based on the non-contrast image data generated in step ST2 (step ST3). For example, in step ST3, the X-ray CT apparatus 1 sets the ROI based on the input signal input by the operator via the input device 44 while viewing the non-contrast image data displayed on the display device 45. Further, the X-ray CT apparatus 1 sets an enlarged region for determining whether or not a high CT value region exists, including the ROI set in step ST3 and its peripheral region (step ST4).
  • the X-ray CT apparatus 1 compares the CT value in the enlarged region set in step ST4 with the first threshold value set to exclude the high CT value regions A1 and A2 (step ST5). As a result of the comparison in step ST5, the X-ray CT apparatus 1 determines whether or not there is a CT value exceeding the first threshold in the enlarged region (step ST6). If YES in step ST6, that is, if the X-ray CT apparatus 1 determines that there is a CT value exceeding the first threshold in the enlarged region, the operator is informed of the ROI abnormality (step ST7).
  • the X-ray CT apparatus 1 determines whether or not to reset the ROI based on an input signal input by the operator via the input device 44 (step ST8). . If YES in step ST8, that is, if it is determined that the ROI is to be reset, the X-ray CT apparatus 1 sets the ROI again based on the non-contrast image data generated in step ST2 (step ST3).
  • step ST6 determines whether the X-ray CT apparatus 1 determines that there is no CT value exceeding the first threshold in the enlarged region. If the determination in step ST6 is NO, that is, if the X-ray CT apparatus 1 determines that there is no CT value exceeding the first threshold in the enlarged region, the operator is notified of the normality of the ROI (step ST9).
  • step ST8 determines whether the X-ray CT apparatus 1 is based on an input signal input by the operator via the input device 44.
  • An instruction to start contrast medium injection is accepted (step ST10).
  • step ST10 injection of the contrast agent into the patient O is started.
  • the X-ray CT apparatus 1 starts real prep after the contrast medium is injected into the patient O (step ST11).
  • the X-ray CT apparatus 1 detects the start timing of the main scan in which the CT value in the ROI set in step ST3 exceeds the preset second threshold value (step ST12).
  • the X-ray CT apparatus 1 controls the operation of the scanner device 11 via the controller 32 and executes the main scan of the patient O (step ST13).
  • the X-ray CT apparatus 1 generates a plurality of slices of contrast image data based on the data collected by the scanner apparatus 11 by the main scan in step ST13 (step ST14).
  • the contrast image data generated in step ST14 is stored in a storage device such as the HDD 43.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a modification of the function of the X-ray CT apparatus 1 of the present embodiment.
  • the X-ray CT apparatus 1 When the CPU 41 of the image processing apparatus 12 executes the program, the X-ray CT apparatus 1 has a pre-scan control unit 51, an image generation unit 52, an area setting unit 53, a main scan control unit 59, as shown in FIG. It functions as a high CT value region extraction unit 60, an ROI change unit 61, a contrast medium injection start reception unit 62, and a timing detection unit 63. Note that all or part of the components 51 to 53 and 59 to 63 of the X-ray CT apparatus 1 may be provided as hardware in the X-ray CT apparatus 1.
  • the high CT value region extraction unit 60 compares the CT value in the enlarged region set by the region setting unit 53 with the first threshold value set to exclude the high CT value regions A1 and A2. And a function of extracting a high CT value region in the enlarged region. .
  • the ROI changing unit 61 has a function of changing the ROI set by the region setting unit 53 so as not to include the high CT value region when the high CT value region is extracted by the high CT value region extracting unit 60. For example, when a high CT value region is extracted, the ROI part setting unit 61 changes (deforms) the ROI so as not to include a region within a required distance from the high CT value region. For example, when a high CT value region is extracted, the ROI changing unit 61 reduces the ROI so as not to include a region within a required distance from the high CT value region. Further, for example, when the high CT value region is extracted, the ROI changing unit 61 changes (moves) the position of the ROI so as not to include the region within the required distance from the high CT value region.
  • 7A to 7C are diagrams for explaining the change of the ROI.
  • FIG. 7A shows an example in which the ROI is changed so as not to include the region within the required distance D from the high CT value region when the high CT value region is extracted. According to FIG. 7A, the shape of the ROI is deformed.
  • FIG. 7B shows an example in which the ROI is reduced so as not to include the region within the required distance D from the high CT value region when the high CT value region is extracted.
  • FIG. 7C shows an example of changing the position of the ROI so as not to include the region within the required distance D from the high CT value region when the high CT value region is extracted. According to FIG. 7C, the position of the ROI is moved.
  • the high CT value region outside the ROI and around the ROI may enter the ROI due to the heartbeat, respiration, body movement, etc. of the subject after the start of the injection of the contrast agent. Accordingly, the ROI changing unit 61 sets a region outside the ROI and within the required distance D from the high CT value region existing around the ROI as a movement estimation region of the high CT value region so as not to include the movement estimation region. Change the position of the ROI.
  • or FIG. 7 (C) may each be performed independently, and may be combined.
  • the contrast medium injection start accepting unit 62 shown in FIG. It has a function of receiving a contrast medium injection start instruction based on an input signal input by the operator.
  • the timing detection unit 63 starts real prep after the injection of the contrast medium into the patient O is started, and within the ROI changed by the ROI changing unit 61 or within the ROI set by the region setting unit 53 It has a function of detecting the start timing of the main scan in which the CT value exceeds a preset second threshold.
  • the X-ray CT apparatus 1 compares the CT value in the enlarged region set in step ST4 with the first threshold value set to exclude the high CT value regions A1 and A2 (step ST5). Then, it is determined whether or not a high CT value region exists in the enlarged region (step ST26). If YES in step ST26, that is, if the X-ray CT apparatus 1 determines that a high CT value area exists in the enlarged area, the ROI set in step ST3 is changed based on the high CT value area. (Step ST27).
  • the method for changing the ROI in step ST27 is, for example, in accordance with FIGS. 7A to 7C.
  • step ST26 determines whether there is no high CT value region in the enlarged region. If the determination in step ST26 is NO, that is, if the X-ray CT apparatus 1 determines that there is no high CT value region in the enlarged region, it is unnecessary to change the ROI set in step ST3. Judgment is made (step ST28).
  • the X-ray CT apparatus 1 When the ROI is changed in step ST27 or when it is determined that the change in ROI is unnecessary in step ST28, the X-ray CT apparatus 1 is based on the input signal input by the operator via the input device 44. An instruction to start injection of contrast medium is received (step ST29). When the X-ray CT apparatus 1 receives an instruction to start contrast agent injection in step ST10, injection of the contrast agent into the patient O is started.
  • the X-ray CT apparatus 1 starts real prep after the contrast medium is injected into the patient O (step ST11).
  • the X-ray CT apparatus 1 detects the start timing of the main scan in which the CT value in the ROI changed in step ST27 or in the ROI set in step ST3 exceeds the preset second threshold value (step ST32).
  • the X-ray CT apparatus 1 controls the operation of the scanner device 11 via the controller 32 and executes the main scan of the patient O (step ST13).
  • the presence of a high CT value region is determined not in the ROI but in an enlarged region including the ROI and its peripheral region based on the non-contrast image data. Even if the patient O has a heartbeat, respiration, and body movement after the start of this, the start timing of the main scan can be detected accurately and accurately.

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Abstract

　Ｘ線ＣＴ装置は、プリスキャンを実行するプリスキャン制御部５１と、プリスキャンを基に画像を生成する画像生成部５２と、画像を基にＲＯＩと、ＲＯＩ及びその周辺領域とを含み、高ＣＴ値領域が存在するかを判断するための拡大領域とを設定する領域設定部５３と、拡大領域内に第１の閾値を超えるＣＴ値が存在しないと判断した場合には、造影剤の注入が開始された後に、ＲＯＩ内の画素値が第２の閾値を超える本スキャンの開始タイミングを検知するタイミング検知部５８と、を有する。

Description

Ｘ線ＣＴ装置及び画像生成方法
　本発明の一態様としての本実施形態は、被検体に造影剤を注入してスキャンするＸ線ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ　ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置及び画像生成方法に関するものである。
　従来、Ｘ線ＣＴ装置では、ダイナミックスキャンと呼ばれる撮影法が盛んに行なわれている。ダイナミックスキャンは、造影剤を投与した後、被検体内を流れる造影剤の速度に応じて、所定の時間に亘って連続的にスキャンを行なう手法である。
　従来技術のＸ線ＣＴ装置は、非造影状態で被検体の非造影画像を生成し、非造影画像を基にＲＯＩ（ｒｅｇｉｏｎ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒｅｓｔ）及び閾値を設定し、造影剤の注入を開始する。そして、造影剤の注入の開始後、リアルプレップ（Ｒｅａｌ　Ｐｒｅｐ）が開始される（例えば、特許文献１参照）。リアルプレップは、ダイナミックスキャン等の本スキャン前に本スキャンの開始タイミング（トリガ）を検知するものであり、ＲＯＩ内のＣＴ値が閾値を超えたら本スキャンを開始させるものである。
特許第２６２４９２７号公報
　しかしながら、従来技術のＲＯＩの設定では、非造影画像を用いて操作者が任意の位置にＲＯＩを配置するのみの機能しか有していない。リアルプレップが現在用いられる状況は、患者に呼吸させた状態や、造影剤が到達したらすぐに本スキャンを行なうなど様々であり、さらに、高精度での本スキャンの開始タイミングの検知が必要となっている。しかしながら、従来技術では、非造影画像を用いたＲＯＩの設定時点ではＲＯＩの外側であってＲＯＩ周辺に存在する骨や石灰化等の高ＣＴ値領域が、リアルプレップの開始後に被検体の心拍、呼吸、及び体動等によってＲＯＩ内に入り込むことがあり、本スキャンの開始タイミングを誤る可能性がある。
　被検体の体動は、前後左右のみならず上下動を行なうことも多い。また、呼吸下において大動脈付近でリアルプレップを行なうと、被検体の上下動により石灰化等の高ＣＴ値領域がＲＯＩ内に入り込む可能性が高い。
本実施形態のＸ線ＣＴ装置を示す構成図。 本実施形態のＸ線ＣＴ装置の機能を示すブロック図。 シングルスライスの非造影画像データを用いる拡大領域の設定方法を説明するための図。 マルチスライスの非造影画像データを用いる拡大領域の設定方法を説明するための図。 本実施形態のＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャート。 本実施形態のＸ線ＣＴ装置の機能の変形例を示すブロック図。 （Ａ）乃至図７（Ｃ）は、ＲＯＩの変更を説明するための図。 本実施形態のＸ線ＣＴ装置の動作の変形例を示すフローチャート。
実施形態
　本実施形態のＸ線ＣＴ装置及び画像生成方法について、添付図面を参照して説明する。
　本実施形態のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源及びＸ線検出器によって構成され、被検体のデータを収集するスキャン手段と、前記スキャン手段の動作を制御して、プリスキャンを実行するプリスキャン制御手段と、前記プリスキャンを基に前記被検体の画像データを生成する画像生成手段と、前記画像データを基に造影剤の変化を計測するための関心領域と、前記関心領域とその周辺領域とを含み、高画素値領域が存在するか否かを判断するための拡大領域とを設定する領域設定手段と、前記拡大領域内に第１の閾値を超える画素値が存在しない場合には、前記造影剤の注入が開始された後に、前記関心領域内の画素値が第２の閾値を超える本スキャンの開始タイミングを検知するタイミング検知手段と、を有する。
　本実施形態のコンピュータによる画像生成方法は、Ｘ線源及びＸ線検出器によって構成され、被検体のデータを収集するスキャン手段の動作を制御して、プリスキャンを実行し、前記プリスキャンを基に前記被検体の画像データを生成し、前記画像データを基に造影剤の変化を計測するための関心領域と、前記関心領域とその周辺領域とを含み、高画素値領域が存在するか否かを判断するための拡大領域とを設定し、前記拡大領域内に第１の閾値を超える画素値が存在しない場合には、前記造影剤の注入が開始された後に、前記関心領域内の画素値が第２の閾値を超える本スキャンの開始タイミングを検知する。
　本実施形態のＸ線ＣＴ装置には、Ｘ線源とＸ線検出器とが一体として被検体の周囲を回転する回転／回転（ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプと、リング状に多数の検出素子がアレイされ、Ｘ線源のみが被検体の周囲を回転する固定／回転（ＳＴＡＴＩＯＮＡＲＹ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本発明を適用可能である。ここでは、現在、主流を占めている回転／回転タイプとして説明する。
　また、入射Ｘ線を電荷に変換するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でＸ線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、Ｘ線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。
　加えて、近年では、Ｘ線源とＸ線検出器との複数のペアを回転リングに搭載したいわゆる多管球型のＸ線ＣＴ装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本実施形態のＸ線ＣＴ装置では、従来からの一管球型のＸ線ＣＴ装置であっても、多管球型のＸ線ＣＴ装置であってもいずれにも適用可能である。ここでは、一管球型のＸ線ＣＴ装置として説明する。
　図１は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置を示す構成図である。
　図１は、被検体に造影剤を注入してスキャンする本実施形態のＸ線ＣＴ装置１を示す。Ｘ線ＣＴ装置１は、大きくは、スキャナ装置１１及び画像処理装置１２によって構成される。Ｘ線ＣＴ装置１のスキャナ装置１１は、通常は検査室に設置され、患者（被検体）Ｏに関するＸ線の透過データを生成するために構成される。一方、画像処理装置１２は、通常は検査室に隣接する制御室に設置され、透過データを基に投影データを生成して再構成画像の生成・表示を行なうために構成される。
　Ｘ線ＣＴ装置１のスキャナ装置１１は、Ｘ線管（Ｘ線源）２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、ＤＡＳ（ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ）２４、回転部２５、高電圧電源２６、絞り駆動装置２７、回転駆動装置２８、天板３０、天板駆動装置３１、及びコントローラ３２を設ける。
　Ｘ線管２１は、高電圧電源２６から供給された管電圧に応じて金属製のターゲットに電子線を衝突させることでＸ線を発生させ、Ｘ線検出器２３に向かって照射する。Ｘ線管２１から照射されるＸ線によって、ファンビームＸ線やコーンビームＸ線が形成される。Ｘ線管２１は、高電圧電源２６を介したコントローラ３２による制御によって、Ｘ線の照射に必要な電力が供給される。
　絞り２２は、絞り駆動装置２７によって、Ｘ線管２１から照射されるＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する。すなわち、絞り駆動装置２７によって絞り２２の開口を調整することによって、スライス方向のＸ線照射範囲を変更できる。
　Ｘ線検出器２３は、チャンネル方向に複数、及び列（スライス）方向に単一の検出素子を有する１次元アレイ型の検出器（シングルスライス型検出器ともいう。）である。又は、Ｘ線検出器２３は、マトリクス状、すなわち、チャンネル方向に複数チャンネル、スライス方向に複数列のＸ線検出素子を有する２次元アレイ型の検出器（マルチスライス型検出器ともいう。）である。Ｘ線検出器２３のＸ線検出素子は、Ｘ線管２１から照射されたＸ線を検出する。
　ＤＡＳ２４は、Ｘ線検出器２３の各Ｘ線検出素子が検出する透過データの信号を増幅してデジタル信号に変換する。ＤＡＳ２４の出力データは、スキャナ装置１１のコントローラ３２を介して画像処理装置１２に供給される。
　回転部２５は、Ｘ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、及びＤＡＳ２４を一体として保持する。回転部２５は、Ｘ線管２１とＸ線検出器２３とを対向させた状態で、Ｘ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、及びＤＡＳ２４を一体として被検体Ｏの周りに回転できるように構成されている。なお、回転部２５の回転中心軸と平行な方向をｚ軸方向、そのｚ軸方向に直交する平面をｘ軸方向、ｙ軸方向で定義する。
　高電圧電源２６は、コントローラ３２による制御によって、Ｘ線の照射に必要な電力をＸ線管２１に供給する。
　絞り駆動装置２７は、コントローラ３２による制御によって、絞り２２におけるＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する機構を有する。
　回転駆動装置２８は、コントローラ３２による制御によって、回転部２５がその位置関係を維持した状態で空洞部の周りを回転するように回転部２５を回転させる機構を有する。
　天板３０は、患者Ｏを載置可能である。
　天板駆動装置３１は、コントローラ３２による制御によって、天板３０をｙ軸方向に沿って昇降動させると共に、ｚ軸方向に沿って進入／退避動させる機構を有する。回転部２５の中央部分は開口を有し、その開口部の天板３０に載置された被検体Ｏが挿入される。
　コントローラ３２は、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｕｎｉｔ）、及びメモリによって構成される。コントローラ３２は、Ｘ線検出器２３、ＤＡＳ２４、高電圧電源２６、絞り駆動装置２７、回転駆動装置２８、及び天板駆動装置３１等の制御を行なってスキャンを実行させる。
　Ｘ線ＣＴ装置１の画像処理装置１２は、コンピュータをベースとして構成されており、病院基幹のＬＡＮ（ｌｏｃａｌ　ａｒｅａ　ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークＮと相互通信可能である。画像処理装置１２は、大きくは、ＣＰＵ４１、メモリ４２、ＨＤＤ（ｈａｒｄ　ｄｉｓｃ　ｄｒｉｖｅ）４３、入力装置４４、及び表示装置４５等の基本的なハードウェアから構成される。ＣＰＵ４１は、共通信号伝送路としてのバスを介して、画像処理装置１２を構成する各ハードウェア構成要素に相互接続されている。なお、画像処理装置１２は、記憶媒体ドライブ４６を具備する場合もある。
　ＣＰＵ４１は、半導体で構成された電子回路が複数の端子を持つパッケージに封入されている集積回路（ＬＳＩ）の構成をもつ制御装置である。医師等の操作者によって入力装置４４が操作等されることにより指令が入力されると、ＣＰＵ４１は、メモリ４２に記憶しているプログラムを実行する。又は、ＣＰＵ４１は、ＨＤＤ４３に記憶しているプログラム、ネットワークＮから転送されてＨＤＤ４３にインストールされたプログラム、又は記憶媒体ドライブ４６に装着された記憶媒体から読み出されてＨＤＤ４３にインストールされたプログラムを、メモリ４２にロードして実行する。
　メモリ４２は、ＲＯＭ（ｒｅａｄ　ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ　ａｃｃｅｓｓ　ｍｅｍｏｒｙ）等を含む記憶装置である。メモリ４２は、ＩＰＬ（ｉｎｉｔｉａｌ　ｐｒｏｇｒａｍ　ｌｏａｄｉｎｇ）、ＢＩＯＳ（ｂａｓｉｃ　ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ　ｓｙｓｔｅｍ）及びデータを記憶したり、ＣＰＵ４１のワークメモリやデータの一時的な記憶に用いられたりする。
　ＨＤＤ４３は、磁性体を塗布又は蒸着した金属のディスクが着脱不能で内蔵されている構成をもつ記憶装置である。ＨＤＤ４３は、画像処理装置１２にインストールされたプログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ）等も含まれる）や、投影データ及び画像データ等のデータを記憶する記憶装置である。また、ＯＳに、操作者に対する情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力装置４４によって行なうことができるＧＵＩ（ｇｒａｐｈｉｃａｌ　ｕｓｅｒ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を提供させることもできる。ＨＤＤ４３以外にも、ＳＳＤやＭＲＡＭなどの記憶装置を用いても良い。
　入力装置４４は、操作者によって操作が可能なポインティングデバイスであり、操作に従った入力信号がＣＰＵ４１に送られる。
　表示装置４５は、図示しない画像合成回路、ＶＲＡＭ（ｖｉｄｅｏ　ｒａｎｄｏｍ　ａｃｃｅｓｓ　ｍｅｍｏｒｙ）、及びディスプレイ等を含んでいる。画像合成回路は、画像データに種々のパラメータの文字データ等を合成した合成データを生成する。ＶＲＡＭは、合成データを、ディスプレイに表示するデータとして展開する。ディスプレイは、液晶ディスプレイやＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ　ｒａｙ　ｔｕｂｅ）等によって構成され、展開されたデータを順次表示する。
　記憶媒体ドライブ４６は、記憶媒体の着脱が可能となっており、記憶媒体に記憶されたデータ（プログラムを含む）を読み出して、バス上に出力し、また、バスを介して供給されるデータを記憶媒体に書き込む。このような記憶媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアが記憶された状態で提供することができる。
　画像処理装置１２は、スキャナ装置１１のＤＡＳ２４から入力された生データに対して対数変換処理や、感度補正等の補正処理（前処理）を行なって投影データを生成する。また、画像処理装置１２は、前処理された投影データに対して散乱線の除去処理を行なう。画像処理装置１２は、Ｘ線曝射範囲内の投影データの値に基づいて散乱線の除去を行なうものであり、散乱線補正を行なう対象の投影データ又はその隣接投影データの値の大きさから推定された散乱線を、対象となる投影データから減じて散乱線補正を行なう。画像処理装置１２は、補正された投影データを再構成することで画像データを生成して記憶する。
　図２は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１の機能を示すブロック図である。
　画像処理装置１２のＣＰＵ４１がプログラムを実行することによって、Ｘ線ＣＴ装置１は、図２に示すように、プリスキャン制御部５１、画像生成部５２、領域設定部５３、比較部５４、異常報知部５５、正常報知部５６、造影剤注入開始受付部５７、タイミング検知部５８、及び本スキャン制御部５９として機能する。なお、Ｘ線ＣＴ装置１の構成要素５１乃至５９の全部又は一部は、Ｘ線ＣＴ装置１にハードウェアとして備えられるものであってもよい。
　プリスキャン制御部５１は、コントローラ３２を介してスキャナ装置１１の動作を制御して、被検体に造影剤を注入して行なわれる本スキャン、例えばダイナミックスキャン前に、患者Ｏのプリスキャンを実行する機能を有する。プリスキャン制御部５１によって実行されるプリスキャンは、非造影におけるスキャンであってもよいし、造影剤注入後であってＲＯＩ（関心領域：ｒｅｇｉｏｎ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒｅｓｔ）への造影剤到達前のスキャンであってもよい。以下、プリスキャン制御部５１によって実行されるプリスキャンは、非造影におけるスキャンであるものとして説明する。プリスキャン制御部５１は、コンベンショナルスキャン、ヘリカルスキャン、及びボリュームスキャン等を実行する。
　画像生成部５２は、プリスキャン制御部５１の制御によるプリスキャンによってスキャナ装置１１で収集されたデータを基に、Ｎ（Ｎ＝１，２，…）枚のスライス（アキシャル）の非造影画像データを生成する機能を有する。Ｎ＝１の場合、画像生成部５２は、シングルスライスの非造影画像データを生成する。Ｎ≧２の場合、画像生成部５２は、マルチスライスの非造影画像データを生成する。画像生成部５２によって生成された非造影画像データは、ＨＤＤ４３等の記憶装置に記憶される。
　領域設定部５３は、画像生成部５２によって生成された非造影画像データを基に、リアルプレップによって造影剤の変化を計測するためのＲＯＩを設定する機能を有する。例えば、領域設定部５３は、表示装置４５に表示される非造影画像データを見ながら入力装置４４を介した操作者が入力する入力信号に基づいてＲＯＩを設定する。
　また、領域設定部５３は、設定されたＲＯＩとその周辺領域（スライス方向を含んでもよい）とを含み、高ＣＴ値領域が存在するかを判断するための拡大領域を設定する機能を有する。領域設定部５３は、設定されたＲＯＩに基づき自動的に拡大領域を設定してもよいし、入力装置４４を介した操作者が入力する入力信号に基づいて拡大領域を設定してもよい。
　図３は、シングルスライスの非造影画像データを用いる拡大領域の設定方法を説明するための図である。
　図３に示す非造影画像データを基に、操作者は、ＲＯＩを指定する。領域設定部５３は、設定されたＲＯＩ全体を含むように拡大領域を設定する。拡大領域内には、高ＣＴ値領域Ａ１，Ａ２が存在するものとする。
　図４は、マルチスライスの非造影画像データを用いる拡大領域の設定方法を説明するための図である。
　図４は、マルチスライスの非造影画像データ４０１、４０３と、マルチスライスの非造影画像データを基にスタック表示される非造影画像データ４０２と、を示す。スタック表示される非造影画像データ４０２は、Ｎ枚のスライスの非造影画像データ４０１の少なくとも一部のスライスを加算平均することによって生成される。図４は、スタック表示される非造影画像データ４０２が、Ｎ枚のスライスの非造影画像データ４０１の全スライスを加算平均して生成される例を示している。操作者が、非造影画像データ４０２を基にＲＯＩを指定すると、領域設定部５３は、非造影画像データ４０２にＲＯＩをそれぞれ設定する。そして、領域設定部５３は、設定したＲＯＩ全体を含むように、非造影画像データ４０２に拡大領域を設定する。ここでは、拡大領域内には、高ＣＴ値領域Ａ１，Ａ２が存在したとする。
　なお、領域設定部５３は、スタック表示された非造影画像データを用いてＲＯＩ及び拡大領域を設定する場合に限定されるものではない。例えば、操作者が、Ｎ枚のスライスの非造影画像データの中からｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）枚目の非造影画像データを選択し、選択されたｎ枚目の非造影画像データを基にＲＯＩを指定すると、領域設定部５３は、Ｎ枚のスライスの非造影画像データにＲＯＩをそれぞれ設定する。又は、操作者が、ｎ枚目の非造影画像データを選択し、選択されたｎ枚目の非造影画像データを基にＲＯＩを指定すると、領域設定部５３は、Ｎ枚のスライスの非造影画像データの中のｎ－ｉ枚目からｎ＋ｉ枚目の非造影画像データにＲＯＩをそれぞれ設定する。そして、領域設定部５３は、ＲＯＩ全体を含むように、ＲＯＩが設定された非造影画像データに拡大領域をそれぞれ設定する。
　図２に示す比較部５４は、領域設定部５３によって設定された拡大領域内のＣＴ値（画素値）と、高ＣＴ値領域Ａ１，Ａ２を除外すべく設定された第１の閾値とを比較することで、拡大領域内に高ＣＴ値領域が存在するか否かを判断する機能を有する。すなわち、比較部５４は、ＲＯＩを含む拡大領域内のＣＴ値と第１の閾値との比較を行なう。
　ここで、拡大領域内で高ＣＴ値領域が存在するかを判断する理由は、ＲＯＩの設定時点ではＲＯＩの外側に存在する高ＣＴ値領域であっても、例えば、造影剤の注入の開始後に被検体の心拍、呼吸、及び体動等によってＲＯＩ内に入り込む可能性があり、本スキャンの開始タイミングを誤る可能性があるからである。
　異常報知部５５は、比較部５４による比較の結果を基に、領域設定部５３によって設定された拡大領域内に第１の閾値を超えるＣＴ値が存在すると判断した場合、ＲＯＩ内に高ＣＴ値領域が存在するか、又は造影剤の注入の開始後にＲＯＩ内に高ＣＴ値領域が入る可能性があるとして、その旨（ＲＯＩの異常）を報知する機能を有してもよい。画像生成部５２によってマルチスライスの非造影画像データが生成された場合も同様に、異常報知部５５は、比較部５４による比較の結果を基に、領域設定部５３によって設定された拡大領域内に第１の閾値を超えるＣＴ値が存在すると判断した場合、その旨を報知してもよい。
　ＲＯＩの異常の報知は、スピーカ（図示しない）から出力されてもよいし、表示装置４５から出力されてもよい。ＲＯＩの異常の報知が、表示装置４５から出力されるものである場合、第１の閾値を超えるＣＴ値が存在する非造影画像データの当該ＣＴ値をその大きさに応じてカラー表示することもできる。異常報知部５５によってＲＯＩの異常が報知されると、領域設定部５３は、画像生成部５２によって生成された非造影画像データを基にＲＯＩを再設定することができる。
　正常報知部５６は、比較部５４による比較の結果を基に、領域設定部５３によって設定された拡大領域内に第１の閾値を超えるＣＴ値が存在しないと判断した場合、ＲＯＩ内に高ＣＴ値領域が存在せず、かつ造影剤の注入の開始後にＲＯＩ内に高ＣＴ値領域が入る可能性がない（低い）として、その旨（ＲＯＩの正常）を操作者に報知する機能を有してもよい。画像生成部５２によってマルチスライスの非造影画像データが生成された場合も同様に、正常報知部５６は、比較部５４による比較の結果を基に、領域設定部５３によって設定された拡大領域内に第１の閾値を超えるＣＴ値が存在しないと判断した場合、その旨を報知してもよい。
　造影剤注入開始受付部５７は、異常報知部５５又は正常報知部５６によって操作者にＲＯＩの異常／正常が報知されると、入力装置４４を介して操作者が入力する入力信号に基づいて造影剤注入の開始指示を受け付ける機能を有してもよい。異常報知部５５によって報知された場合であっても、操作者によって本スキャンの実行が許容される場合がある。例えば、異常報知部５５が、第１の閾値を超えるＣＴ値が存在する画像データの当該ＣＴ値をその大きさに応じてカラー表示する場合、操作者は、カラー表示を見ながら入力装置４４を介して、ＲＯＩの再設定に優先して造影剤注入の開始指示を行ってもよい。
　タイミング検知部５８は、患者Ｏへの造影剤の注入が開始された後リアルプレップを開始して、領域設定部５３によって設定されたＲＯＩ内のＣＴ値が予め設定される第２の閾値を超える本スキャンの開始タイミング（トリガ）を検知する機能を有する。
　本スキャン制御部５９は、タイミング検知部５８によって本スキャンの開始タイミングが検知されると、コントローラ３２を介してスキャナ装置１１の動作を制御して、患者Ｏの本スキャンを実行する機能を有する。
　画像生成部５２は、本スキャン制御部５９の制御による本スキャンによってスキャナ装置１１で収集されたデータを基に、複数スライスの造影画像データを生成する機能を有する。画像生成部５２によって生成された造影画像データは、ＨＤＤ４３等の記憶装置に記憶される。
　続いて、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１の動作について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
　まず、Ｘ線ＣＴ装置１は、コントローラ３２を介してスキャナ装置１１の動作を制御して、本スキャン前に、非造影で患者Ｏのプリスキャンを実行する（ステップＳＴ１）。Ｘ線ＣＴ装置１は、プリスキャン制御部５１の制御によるプリスキャンによってスキャナ装置１１で収集されたデータを基に、Ｎ枚のスライスの非造影画像データを生成する（ステップＳＴ２）。ステップＳＴ２によって生成された非造影画像データは、ＨＤＤ４３等の記憶装置に記憶される。
　Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳＴ２によって生成された非造影画像データを基に、造影剤の変化を計測するためのＲＯＩを設定する（ステップＳＴ３）。例えば、ステップＳＴ３においてＸ線ＣＴ装置１は、表示装置４５に表示される非造影画像データを見ながら入力装置４４を介した操作者が入力する入力信号に基づいてＲＯＩを設定する。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳＴ３によって設定されたＲＯＩとその周辺領域とを含み、高ＣＴ値領域が存在するかを判断するための拡大領域を設定する（ステップＳＴ４）。
　Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳＴ４によって設定された拡大領域内のＣＴ値と、高ＣＴ値領域Ａ１，Ａ２を除外すべく設定された第１の閾値とをそれぞれ比較する（ステップＳＴ５）。ステップＳＴ５による比較の結果、Ｘ線ＣＴ装置１は、拡大領域内に第１の閾値を超えるＣＴ値が存在するか否かを判断する（ステップＳＴ６）。ステップＳＴ６の判断にてＹＥＳ、すなわち、Ｘ線ＣＴ装置１が、拡大領域内に第１の閾値を超えるＣＴ値が存在すると判断した場合、ＲＯＩの異常を操作者に報知する（ステップＳＴ７）。ステップＳＴ７によってＲＯＩの異常が報知されると、Ｘ線ＣＴ装置１は、入力装置４４を介した操作者が入力する入力信号に基づいてＲＯＩを再設定するか否かを判断する（ステップＳＴ８）。ステップＳＴ８の判断にてＹＥＳ、すなわち、ＲＯＩを再設定すると判断した場合、Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳＴ２によって生成された非造影画像データを基に、再びＲＯＩを設定する（ステップＳＴ３）。
　また、ステップＳＴ６の判断にてＮＯ、すなわち、Ｘ線ＣＴ装置１が、拡大領域内に第１の閾値を超えるＣＴ値が存在しないと判断した場合、ＲＯＩの正常を操作者に報知する（ステップＳＴ９）。
　ステップＳＴ８の判断にてＮＯ、すなわち、ＲＯＩを再設定しないと判断した場合、又は、ステップＳＴ９の後、Ｘ線ＣＴ装置１は、入力装置４４を介した操作者が入力する入力信号に基づいて造影剤注入の開始指示を受け付ける（ステップＳＴ１０）。Ｘ線ＣＴ装置１が、ステップＳＴ１０によって造影剤注入の開始指示が受け付けると、患者Ｏへの造影剤の注入が開始される。
　Ｘ線ＣＴ装置１は、患者Ｏに造影剤が注入された後、リアルプレップを開始する（ステップＳＴ１１）。Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳＴ３によって設定されたＲＯＩ内のＣＴ値が予め設定された第２の閾値を超える本スキャンの開始タイミングを検知する（ステップＳＴ１２）。Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳＴ１２によって本スキャンの開始タイミングを検知すると、コントローラ３２を介してスキャナ装置１１の動作を制御して、患者Ｏの本スキャンを実行する（ステップＳＴ１３）。
　Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳＴ１３の本スキャンによってスキャナ装置１１で収集されたデータを基に、複数スライスの造影画像データを生成する（ステップＳＴ１４）。ステップＳＴ１４によって生成された造影画像データは、ＨＤＤ４３等の記憶装置に記憶される。
　図６は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１の機能の変形例を示すブロック図である。
　画像処理装置１２のＣＰＵ４１がプログラムを実行することによって、Ｘ線ＣＴ装置１は、図６に示すように、プリスキャン制御部５１、画像生成部５２、領域設定部５３、本スキャン制御部５９、高ＣＴ値領域抽出部６０、ＲＯＩ変更部６１、造影剤注入開始受付部６２、及びタイミング検知部６３として機能する。なお、Ｘ線ＣＴ装置１の構成要素５１乃至５３，５９乃至６３の全部又は一部は、Ｘ線ＣＴ装置１にハードウェアとして備えられるものであってもよい。
　図６に示すＸ線ＣＴ装置１において、図２に示すＸ線ＣＴ装置１と同一機能には同一符号を付して説明を省略する。
　高ＣＴ値領域抽出部６０は、領域設定部５３によって設定された拡大領域内のＣＴ値と、高ＣＴ値領域Ａ１，Ａ２を除外すべく設定された第１の閾値とをそれぞれ比較することで、拡大領域内の高ＣＴ値領域を抽出する機能を有する。。
　ＲＯＩ変更部６１は、高ＣＴ値領域抽出部６０によって高ＣＴ値領域が抽出された場合、高ＣＴ値領域を含まないように、領域設定部５３によって設定されたＲＯＩを変更する機能を有する。例えば、ＲＯＩ部分設定部６１は、高ＣＴ値領域が抽出された場合、高ＣＴ値領域から所要距離内の領域を含まないようにＲＯＩを変更（変形）する。また、例えば、ＲＯＩ変更部６１は、高ＣＴ値領域が抽出された場合、高ＣＴ値領域から所要距離内の領域を含まないようにＲＯＩを縮小する。さらに、例えば、ＲＯＩ変更部６１は、高ＣＴ値領域が抽出された場合、高ＣＴ値領域から所要距離内の領域を含まないようにＲＯＩの位置を変更（移動）する。
　図７（Ａ）乃至図７（Ｃ）は、ＲＯＩの変更を説明するための図である。
　図７（Ａ）は、高ＣＴ値領域が抽出された場合、高ＣＴ値領域から所要距離Ｄ内の領域を含まないようにＲＯＩを変更する例を示している。図７（Ａ）によると、ＲＯＩは、その形状が変形される。
　図７（Ｂ）は、高ＣＴ値領域が抽出された場合、高ＣＴ値領域から所要距離Ｄ内の領域を含まないようにＲＯＩを縮小する例を示している。
　図７（Ｃ）は、高ＣＴ値領域が抽出された場合、高ＣＴ値領域から所要距離Ｄ内の領域を含まないようにＲＯＩの位置を変更する例を示している。図７（Ｃ）によると、ＲＯＩは、その位置が移動される。
　ＲＯＩの外側であってＲＯＩ周辺に存在する高ＣＴ値領域は、造影剤の注入の開始後に被検体の心拍、呼吸、及び体動等によってＲＯＩ内に入り込む可能性がある。そこで、ＲＯＩ変更部６１は、ＲＯＩの外側であってＲＯＩ周辺に存在する高ＣＴ値領域から所要距離Ｄ内の領域を、高ＣＴ値領域の移動推定領域とし、移動推定領域を含まないようにＲＯＩの位置を変更する。
　なお、図７（Ａ）乃至図７（Ｃ）におけるＲＯＩの変更は、それぞれ単独で行なわれるものであってもよいし、組み合わせられてもよい。
　図６に示す造影剤注入開始受付部６２は、ＲＯＩ変更部６１によってＲＯＩが変更されると、又は、ＲＯＩ変更部６１によってＲＯＩの変更が不必要と判断されると、入力装置４４を介した操作者が入力する入力信号に基づいて造影剤注入の開始指示を受け付ける機能を有する。
　タイミング検知部６３は、患者Ｏへの造影剤の注入が開始された後リアルプレップを開始して、ＲＯＩ変更部６１によって変更後のＲＯＩ内、又は、領域設定部５３によって設定されたＲＯＩ内のＣＴ値が予め設定される第２の閾値を超える本スキャンの開始タイミングを検知する機能を有する。
　続いて、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１の動作の変形例について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。
　図８に示すＸ線ＣＴ装置１の動作において、図５に示すＸ線ＣＴ装置１の動作と同一ステップには同一符号を付して説明を省略する。
　Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳＴ４によって設定された拡大領域内のＣＴ値と、高ＣＴ値領域Ａ１，Ａ２を除外すべく設定された第１の閾値とをそれぞれ比較することで（ステップＳＴ５）、拡大領域内に高ＣＴ値領域が存在するか否かを判断する（ステップＳＴ２６）。ステップＳＴ２６の判断にてＹＥＳ、すなわち、Ｘ線ＣＴ装置１が、拡大領域内に高ＣＴ値領域が存在すると判断した場合、高ＣＴ値領域に基づいて、ステップＳＴ３によって設定されたＲＯＩを変更する（ステップＳＴ２７）。ステップＳＴ２７によるＲＯＩの変更方法は、例えば、図７（Ａ）乃至図７（Ｃ）による。
　また、ステップＳＴ２６の判断にてＮＯ、すなわち、Ｘ線ＣＴ装置１が、拡大領域内に高ＣＴ値領域が存在しないと判断した場合、ステップＳＴ３によって設定されたＲＯＩの変更が不必要であると判断する（ステップＳＴ２８）。
　ステップＳＴ２７によってＲＯＩが変更されると、又は、ステップＳＴ２８によってＲＯＩの変更が不必要と判断されると、Ｘ線ＣＴ装置１は、入力装置４４を介した操作者が入力する入力信号に基づいて造影剤注入の開始指示を受け付ける（ステップＳＴ２９）。Ｘ線ＣＴ装置１が、ステップＳＴ１０によって造影剤注入の開始指示が受け付けると、患者Ｏへの造影剤の注入が開始される。
　Ｘ線ＣＴ装置１は、患者Ｏに造影剤が注入された後、リアルプレップを開始する（ステップＳＴ１１）。Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳＴ２７によって変更後のＲＯＩ内、又は、ステップＳＴ３によって設定されたＲＯＩ内のＣＴ値が予め設定された第２の閾値を超える本スキャンの開始タイミングを検知する（ステップＳＴ３２）。Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳＴ３２によって本スキャンの開始タイミングを検知すると、コントローラ３２を介してスキャナ装置１１の動作を制御して、患者Ｏの本スキャンを実行する（ステップＳＴ１３）。
　本実施形態のＸ線ＣＴ装置１によると、非造影画像データを基にＲＯＩ内ではなくＲＯＩとその周辺領域とを含む拡大領域内で高ＣＴ値領域の存在を判断するので、造影剤の注入の開始後に患者Ｏの心拍、呼吸、及び体動があっても、本スキャンの開始タイミングを正確に精度よく検知することができる。
　以上、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。これら新規な実施形態は、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、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

Claims (14)

  1. 　Ｘ線源及びＸ線検出器によって構成され、被検体のデータを収集するスキャン手段と、
    　前記スキャン手段の動作を制御して、プリスキャンを実行するプリスキャン制御手段と、
    　前記プリスキャンを基に前記被検体の画像データを生成する画像生成手段と、
    　前記画像データを基に造影剤の変化を計測するための関心領域と、前記関心領域とその周辺領域とを含み、高画素値領域が存在するか否かを判断するための拡大領域とを設定する領域設定手段と、
    　前記拡大領域内に第１の閾値を超える画素値が存在しない場合には、前記造影剤の注入が開始された後に、前記関心領域内の画素値が第２の閾値を超える本スキャンの開始タイミングを検知するタイミング検知手段と、
    を有するＸ線ＣＴ装置。
  2. 　前記本スキャンの開始タイミングが検知されると、前記スキャン手段の動作を制御して、前記本スキャンを実行する本スキャン制御手段をさらに有する請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
  3. 　前記拡大領域内に前記第１の閾値を超える画素値が存在する場合、その旨を報知する報知手段をさらに有する請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
  4. 　前記報知手段は、前記拡大領域内に前記第１の閾値を超える画素値が存在しない場合、その旨を報知する請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
  5. 　前記領域設定手段は、前記拡大領域内に前記第１の閾値を超える画素値領域が存在する場合、前記画素値領域を含まないように前記関心領域を変更し、
    　前記タイミング検知手段は、前記変更後の関心領域に基づいて前記開始タイミングを検知する請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
  6. 　前記領域設定手段は、前記画素値領域が存在する場合、前記画素値領域から所要距離内の領域を含まないように前記関心領域を変形する請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
  7. 　前記領域設定手段は、前記画素値領域が存在する場合、前記画素値領域から所要距離内の領域を含まないように前記関心領域を縮小する請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
  8. 　前記領域設定手段は、前記画素値領域が存在する場合、前記画素値領域から所要距離内の領域を含まないように前記関心領域の位置を移動させる請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
  9. 　前記拡大領域内に前記第１の閾値を超える画素値が存在する場合、前記第１の閾値を超える画素値が存在する画像データの画素値をその大きさに応じてカラー表示する表示手段と、
    　前記カラー表示の後、前記本スキャンの開始タイミングの検知指示を前記タイミング検知手段に与えるために、操作者によって入力可能な入力手段と、
    をさらに有する請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
  10. 　前記画像生成手段によってマルチスライスの画像データが生成される場合、全スライスの画像データをスタック表示する表示手段と、
    　前記スタック表示された画像データに前記関心領域を指定する入力手段と、をさらに有し、
    　前記領域設定手段は、前記全スライスの画像データに前記指定された関心領域をそれぞれ設定し、前記設定された関心領域全体を含むように、前記全スライスの画像データに前記拡大領域をそれぞれ設定する請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
  11. 　前記画像生成手段によってマルチスライスの画像データが生成される場合、前記マルチスライスの画像データのうちの一部スライスの画像データをスタック表示する表示手段と、
    　前記スタック表示された画像データに前記関心領域を指定する入力手段と、をさらに有し、
    　前記領域設定手段は、前記一部スライスの画像データに前記指定された関心領域をそれぞれ設定し、前記設定された関心領域全体を含むように、前記一部スライスの画像データに前記拡大領域をそれぞれ設定する請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
  12. 　前記画像生成手段によってマルチスライスの画像データが生成される場合、前記マルチスライスの画像データから１枚の画像データを選択し、前記選択された画像データを表示する表示手段と、
    　前記表示された画像データに前記関心領域を指定する入力手段と、をさらに有し、
    　前記領域設定手段は、全スライスの画像データに前記指定された関心領域それぞれを設定し、前記設定された関心領域全体を含むように、前記全スライスの画像データに前記拡大領域をそれぞれ設定する請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
  13. 　前記画像生成手段によってマルチスライスの画像データが生成される場合、前記マルチスライスの画像データから１枚の画像データを選択し、前記選択された画像データを表示する表示手段と、
    　前記表示された画像データに前記関心領域を指定する入力手段と、をさらに有し、
    　前記領域設定手段は、前記マルチスライスの画像データのうち前記選択された画像データを中心とする一部スライスの画像データに前記指定された関心領域それぞれを設定し、前記設定された関心領域全体を含むように、前記一部スライスの画像データに前記拡大領域をそれぞれ設定する請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
  14. 　Ｘ線源及びＸ線検出器によって構成され、被検体のデータを収集するスキャン手段の動作を制御して、プリスキャンを実行し、
    　前記プリスキャンを基に前記被検体の画像データを生成し、
    　前記画像データを基に造影剤の変化を計測するための関心領域と、前記関心領域とその周辺領域とを含み、高画素値領域が存在するか否かを判断するための拡大領域とを設定し、
    　前記拡大領域内に第１の閾値を超える画素値が存在しない場合には、前記造影剤の注入が開始された後に、前記関心領域内の画素値が第２の閾値を超える本スキャンの開始タイミングを検知するコンピュータによる画像生成方法。
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