WO2024128246A1 - Ｘ線ｃｔ装置、撮像方法及びプログラム - Google Patents

Ｘ線ｃｔ装置、撮像方法及びプログラム Download PDF

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WO2024128246A1
WO2024128246A1 PCT/JP2023/044588 JP2023044588W WO2024128246A1 WO 2024128246 A1 WO2024128246 A1 WO 2024128246A1 JP 2023044588 W JP2023044588 W JP 2023044588W WO 2024128246 A1 WO2024128246 A1 WO 2024128246A1
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WO
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region
monitoring
subject
vein
ray
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Application number
PCT/JP2023/044588
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English (en)
French (fr)
Inventor
芳也 大橋
圭史 小倉
Original Assignee
北海道公立大学法人 札幌医科大学
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Definitions

  • the present invention relates to an X-ray CT device, an imaging method, and a program.
  • CT angiography is a widely used procedure in which a contrast agent is injected into the subject's body and an X-ray CT (Computed Tomography) device is used to capture images of the diagnostic area, which is the area of the subject that is the subject's target for diagnosis.
  • CT angiography to obtain clear images of the diagnostic area without increasing the amount of contrast agent administered to the subject or the number of images taken, it is necessary to capture the diagnostic area when the contrast agent reaches the diagnostic area.
  • Patent Document 1 discloses a method of injecting a contrast agent, then continuously photographing the aorta at one-second intervals, to estimate the time when the concentration of the contrast agent will reach its peak.
  • Patent Document 1 does not specifically mention the technique for photographing veins, and is thought to use a general technique, in which a delay time is set based on the time when the artery is photographed, and the veins are photographed when the delay time has elapsed.
  • the present invention was made based on this background, and aims to provide an X-ray CT device, imaging method, and program that can clearly image the veins of each subject in CT angiography.
  • an X-ray CT apparatus for capturing a CT image of a subject by irradiating X-rays from an X-ray source toward the subject to which a contrast agent has been administered and detecting the X-rays that have passed through the subject with an X-ray detector, comprising: a region setting unit that sets a vein monitoring region, which is a region for acquiring CT values of a vein to be monitored, of the subject, and a diagnosis region, which is a region to be diagnosed of the subject; a main scan unit that captures a CT image of the diagnostic area when a contrast agent is present in the artery of the monitoring target; a monitoring scan unit that monitors whether a CT value in the vein monitoring region obtained by repeatedly irradiating X-rays from the X-ray source toward the subject after the main scan unit has finished capturing a CT image of the diagnostic region is equal to or greater than a first threshold
  • the monitoring scan unit repeatedly irradiates the vein monitoring region with low-dose X-rays from the X-ray source;
  • the main scan unit may irradiate high-dose X-rays having a higher dose than the low-dose X-rays from the X-ray source toward the diagnostic region.
  • the region setting unit sets an artery monitoring region for the subject, the artery monitoring region being a region for acquiring CT values of the artery to be monitored;
  • the monitoring scan unit monitors whether a CT value in the artery monitoring region obtained by repeatedly irradiating X-rays from the X-ray source toward the subject is equal to or greater than a second threshold value;
  • the main scan unit captures a CT image of the diagnosis region when the monitoring scan unit determines that the CT value in the artery monitoring region is equal to or greater than a second threshold value;
  • the period of X-ray irradiation for the vein monitoring region may be set to be longer than the period of X-ray irradiation for the artery monitoring region.
  • the region setting unit may set the venous monitoring region to the subject's main portal vein and set the diagnostic region to include the subject's large intestine.
  • the monitoring scan unit may monitor whether the CT value in the vein monitoring area is equal to or greater than a first threshold value after a pause time has elapsed since the main scan unit finished capturing a CT image of the diagnostic area.
  • an imaging method comprises: 1.
  • An imaging method for imaging a CT image of a subject by irradiating the subject with X-rays from an X-ray source and detecting the X-rays transmitted through the subject with an X-ray detector comprising: A step of setting a vein monitoring area for acquiring CT values of a vein to be monitored for the subject, and a diagnosis area for the subject, the diagnosis area being an area to be diagnosed; taking a CT image of the diagnostic area at a timing when a contrast agent is present in the artery to be monitored; a step of monitoring whether a CT value in the vein monitoring region obtained by repeatedly irradiating X-rays from the X-ray source toward the subject after the CT image of the diagnostic region is taken is equal to or greater than a first threshold value; capturing a CT image of the diagnosis region when it is determined that the CT value in the vein monitoring region is equal to or greater than a first threshold value; including.
  • a program for capturing a CT image of a subject by irradiating the subject with X-rays from an X-ray source and detecting the X-rays that have passed through the subject with an X-ray detector, comprising: Computer, a region setting means for setting a vein monitoring region, which is a region for acquiring CT values of a vein to be monitored, of the subject, and a diagnosis region, which is a region to be diagnosed of the subject; a main scan means for capturing a CT image of the diagnostic area at a timing when a contrast agent is present in the artery of the monitoring target; a monitoring scan means for monitoring whether a CT value in the vein monitoring region obtained by repeatedly irradiating X-rays from the X-ray source toward the subject after the main scan means has completed capturing a CT image of the diagnostic region is equal to or greater than a first threshold value; A program for causing the device to function as a
  • the present invention provides an X-ray CT device, imaging method, and program that can clearly image the veins of each subject in CT angiography.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention
  • 2 is a block diagram showing a hardware configuration of a processing unit according to the embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 4 is a diagram showing an example of a data table of a scan condition storage unit according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a data table of a monitoring condition storage unit according to the embodiment of the present invention
  • 4 is a diagram showing an example of a data table of an image data storage unit according to the embodiment of the present invention
  • 1 is a diagram showing a monitoring region and a diagnostic region set by an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention
  • 3 is a diagram showing a procedure of X-ray irradiation executed by the X-ray CT apparatus according to the embodiment of the present invention
  • 4 is a graph showing the end conditions of a monitoring scan performed by the X-ray CT apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • 4 is a flowchart showing a flow of an imaging process according to the embodiment of the present invention.
  • 10 is a flowchart showing a flow of a monitoring scan process according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing a procedure of processing of the DBT method and the fixed delay time method in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a CT image depicting measurement points of a subject in Example 1.
  • FIG. 13 is a diagram showing characteristics of subjects subjected to statistical processing in Example 1. 1 is a graph showing a distribution of delay times when the DBT method is applied in the first embodiment. 1 is a diagram showing CT values, CNR, and SNR at measurement points of a subject in Example 1.
  • FIG. 13 is a graph showing the number of images for each score obtained by image scoring by observer A in Example 2.
  • 13 is a graph showing average scores obtained by image scoring by observer A in Example 2.
  • 13 is a graph showing the number of images for each score obtained by image scoring by observer B in Example 2.
  • 13 is a graph showing average scores obtained by image scoring by observer B in Example 2.
  • a Cartesian coordinate system is used in which the direction in which the rotation axis of the gantry of the X-ray CT device extends is the Z-axis direction, the up and down direction is the Y-axis direction, and the direction extending on a horizontal plane perpendicular to the Y-axis and Z-axis is the X-axis direction.
  • the X-ray CT device is an imaging diagnostic device that uses X-rays to capture CT images (tomographic images) of a subject.
  • the X-ray CT device may generate a two-dimensional CT image by slicing a cross section of the subject, or may generate a three-dimensional CT image by arranging multiple two-dimensional CT images.
  • the X-ray CT device is configured to be able to perform CT angiography on the subject. In CT angiography, an X-ray is taken while a contrast agent is directly injected into the subject's blood vessels using a catheter, and a CT image depicting the subject's blood vessels is captured.
  • the contrast agent is administered to the subject to add contrast to the CT image or to highlight specific tissues.
  • the contrast agent is, for example, an iodine contrast agent.
  • BT Bolus Tracking
  • the X-ray CT device In the BT method, a fixed delay time is usually set between the arterial phase and the venous phase, and the veins are imaged when the delay time has elapsed.
  • the X-ray CT device is configured to monitor the concentration of contrast agent in real time even when imaging in the venous phase, so that the imaging timing in the venous phase can be optimized for each subject.
  • the X-ray CT device is suitable for CT angiography in which the diagnostic region is set to the large intestine and its surrounding region.
  • This CT angiography is preferably performed before laparoscopically assisted right-sided colectomy and left-sided colectomy. This is because it is necessary to grasp the position and shape of the portal vein branches around the large intestine, such as the gastrocolic vein trunk, middle colic vein, and inferior mesenteric vein, before surgery.
  • the main portal vein located downstream should be the vein to be monitored.
  • the aorta should be the vein to be monitored.
  • This method of monitoring the inflow of contrast agent into arteries and veins in real time in areas that are individually set is called the Double Bolus Tracking (DBT) method.
  • DBT Double Bolus Tracking
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an X-ray CT device 1 according to an embodiment.
  • the X-ray CT device 1 After administering a contrast agent to the subject, the X-ray CT device 1 irradiates the subject with low-dose X-rays and performs a monitoring scan of the monitored vein to obtain a CT value that varies depending on the concentration of the contrast agent passing through the monitored vein.
  • the X-ray CT device 1 irradiates the subject with high-dose X-rays to perform a main scan to capture a CT image in the diagnostic area.
  • the X-ray CT device 1 comprises a gantry 2, bed 3, and controller 4 installed in an examination room, and a processing unit 100 installed in an operation room adjacent to the examination room.
  • the gantry 2, bed 3, and controller 4 are an example of an imaging unit that captures CT images in the subject's monitoring area and diagnosis area.
  • the gantry 2 and bed 3 are both installed on the floor of the examination room.
  • the gantry 2, bed 3, and processing unit 100 are communicatively connected via a wired or wireless communication line and the controller 4.
  • the gantry 2 includes an X-ray source 21 that irradiates X-rays toward the subject, an X-ray detector 22 that detects the X-rays irradiated from the X-ray source 21 and attenuated as they pass through the subject, and a rotating ring 23 that supports the X-ray source 21 and the X-ray detector 22.
  • the X-ray source 21 and the X-ray detector 22 are supported by the rotating ring 23 so as to face each other across the subject placed on the bed 3, and the rotating ring 23 is supported rotatably around a rotation axis (Z-axis) by a rotation drive mechanism (not shown).
  • the X-ray source 21 includes an X-ray tube, which is a type of vacuum tube, and a high-voltage power supply that supplies voltage to the X-ray tube.
  • the X-ray tube generates X-rays using voltage from the high-voltage power supply.
  • the X-ray detector 22 includes tiny detection elements arranged two-dimensionally, and converts the X-rays detected by each detection element into an electric charge to generate X-ray detection data, which is then transmitted to the processing unit 100.
  • the X-ray detector 22 may be a single-slice type having one row of detection elements in the slice direction (Z-axis direction), or a multi-slice type having multiple rows of detection elements in the slice direction.
  • the bed 3 includes a tabletop on which the subject rests, and a bed drive device that moves the tabletop in the Y-axis and Z-axis directions and rotates it around the XYZ axes.
  • the bed 3 is inserted into the imaging port of the gantry 2 with the subject resting on it before X-ray irradiation by the gantry 2.
  • the controller 4 includes a memory and a processor, and the processor controls the operation of the high-voltage power supply of the X-ray source 21, the X-ray detector 22, the rotation drive device of the rotating ring 23, and the bed drive device of the bed 3 according to the program stored in the memory and the control signal supplied from the processing unit 100.
  • the processing unit 100 is, for example, a general-purpose computer.
  • the processing unit 100 controls the operation of the controller 4 based on a program stored in memory and an operation signal generated based on a user's operation. Specifically, the processing unit 100 controls the controller 4 to move the bed 3 on which the subject is placed to the imaging position of the gantry 2, and rotates the rotating ring 23 to move the X-ray source 21 and the X-ray detector 22 relative to the subject.
  • the processing unit 100 also causes the X-ray source 21 to irradiate X-rays, causes the X-ray detector 22 to detect the transmitted X-rays that have passed through the subject, and transmits the detected X-ray detection data to the processing unit 100.
  • the processing unit 100 reconstructs a CT image by rendering the received X-ray detection data.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the hardware configuration of a processing unit 100 according to an embodiment.
  • the processing unit 100 includes an operation unit 110, a display unit 120, a communication unit 130, a storage unit 140, and a control unit 150.
  • the components of the processing unit 100 are connected to each other via an internal bus.
  • the operation unit 110 receives instructions from the user and supplies operation signals corresponding to the received operations to the control unit 150.
  • the operation unit 110 includes, for example, a mouse and a keyboard.
  • the display unit 120 has a display and displays various images to the user based on image data supplied from the control unit 150. For example, the display unit 120 displays CT images of the monitoring area and the diagnosis area.
  • the communication unit 130 is a communication interface that enables the processing unit 100 to communicate with external devices.
  • the communication unit 130 communicates with the controller 4 and other external devices, for example, via a communication network such as the Internet or an input/output terminal such as a Universal Serial Bus (USB).
  • a communication network such as the Internet or an input/output terminal such as a Universal Serial Bus (USB).
  • USB Universal Serial Bus
  • the storage unit 140 includes, for example, a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, and a hard disk.
  • the storage unit 140 stores programs executed by the control unit 150 and various data.
  • the storage unit 140 also temporarily stores various information and functions as a work memory for the control unit 150 to execute processes.
  • the storage unit 140 includes a scan condition storage unit 141, a monitoring condition storage unit 142, and an image data storage unit 143.
  • the scan condition storage unit 141 stores parameters that are set in advance by the user and are required to control scans aimed at the subject that are sequentially performed by the gantry 2.
  • the scans include a monitoring scan that monitors the CT value of a monitoring area set for the subject, and a main scan that captures a CT image in a diagnostic area set for the subject.
  • the parameters related to the scan are set for each type of scan, and include tube voltage, tube current, scan speed, slice thickness during imaging, pause time, start position, and end position.
  • the tube voltage and tube current are the voltage and current values of the current supplied from the high-voltage power supply to the X-ray source 21.
  • the scan speed is the time it takes for the rotating ring 23 to rotate once.
  • the imaging slice thickness is the interval in the slice direction (Z-axis direction) of the two-dimensional CT image generated by the scan.
  • the pause time is the time from when scanning becomes possible to when scanning starts.
  • the start position and end position are the positions in the Z-axis direction at the start and end of the scan when the gantry 2 is pointed toward the subject placed on the bed 3.
  • the monitoring condition storage unit 142 stores parameters that are set in advance by the user and are necessary for controlling a monitoring scan of a subject.
  • the monitoring parameters are set for each imaging phase and include the monitoring region, the X-ray irradiation cycle, and the CT value threshold for the monitoring region.
  • the imaging phase is either the arterial phase or the venous phase.
  • the monitoring area is the area where CT values are obtained from the CT images obtained by the monitoring scan.
  • the monitoring area is set in each of the arteries and veins to be monitored.
  • the X-ray irradiation cycle is the cycle of X-ray irradiation that is repeatedly performed on the subject during the monitoring scan.
  • the image data storage unit 143 stores CT image data of the diagnostic region in association with a subject ID (identification) assigned to each subject and the imaging phase.
  • control unit 150 includes a processor and controls each part of the processing unit 100.
  • the processor is, for example, a CPU (Central Processing Unit).
  • the control unit 150 includes an internal timer for counting time.
  • the control unit 150 also executes the program stored in the memory unit 140 to perform the imaging process of FIG. 7 and the monitoring scan process of FIG. 8.
  • the control unit 150 includes an image reconstruction unit 151, an area setting unit 152, a monitoring scan unit 153, a main scan unit 154, and an output unit 155.
  • the image reconstruction unit 151 acquires the X-ray detection data transmitted from the X-ray detector 22, and reconstructs a CT image of the subject by performing rendering based on the acquired X-ray detection data.
  • the convolution backprojection method may be used for image reconstruction.
  • the region setting unit 152 sets an arterial monitoring region for acquiring CT values of the artery to be monitored for the subject, a vein monitoring region for acquiring CT values of the vein to be monitored, and a diagnostic region which is a region to be subjected to image diagnosis, based on an operation signal from the operation unit 110 which has received an operation from the user.
  • the region setting unit 152 irradiates X-rays from the X-ray source 21 while positioning the bed 3 on which the subject is placed relative to the gantry 2, and causes the image reconstruction unit 151 to generate a CT image based on detection data detected by the X-ray detector 22, and displays it on the display of the display unit 120.
  • the user sets the arterial monitoring region, vein monitoring region, and diagnostic region by operating the operation unit 110 while referring to the CT image displayed on the display.
  • the arterial monitoring area is a monitoring area set in the artery to be monitored, for example, the aorta.
  • the venous monitoring area is a monitoring area set in the vein to be monitored, for example, the main portal vein.
  • the diagnostic area is set to include, for example, the large intestine.
  • each monitoring area is set on the same cross section (XY plane) of the subject.
  • each monitoring area is set on a cross section including the diaphragm.
  • each monitoring area may be a single pixel, or may be set to include multiple pixels. If the monitoring area is a single pixel, it may be expressed by the XYZ coordinate values of that pixel, and if the monitoring area is made up of multiple pixels, it may be expressed by the maximum and minimum coordinates on the XYZ axes.
  • the diagnostic region is expressed, for example, by the Z coordinate values at the start and end of the scan.
  • the diagnostic region may include at least one of the arterial monitoring region and the venous monitoring region, or may include neither.
  • the monitoring scan unit 153 executes a monitoring scan to monitor whether the CT value in the arterial monitoring region set by the region setting unit 152 is equal to or greater than the arterial phase threshold (second threshold) stored in the monitoring condition storage unit 142.
  • the monitoring scan unit 153 starts cyclic irradiation of low-dose X-rays from the X-ray source 21 toward the subject with a cycle T1.
  • the pause time T0 is set in advance by the user taking into account the timing at which the contrast agent arrives at the artery to be monitored, and is stored in the scan condition storage unit 141.
  • Low-dose X-rays are used in order to reduce the amount of radiation exposure to the subject during the monitoring scan.
  • the monitoring scan unit 153 causes the image reconstruction unit 151 to repeatedly generate CT images based on the X-ray detection data detected by the X-ray detector 22, and periodically acquires the CT values of the arterial monitoring region from the generated CT images.
  • the CT value of the monitored artery gradually increases as the concentration of the contrast agent in the artery increases.
  • the acquired CT values are sequentially compared with a second threshold value, and when it is determined that the CT value is equal to or greater than the second threshold value, the monitoring scan using low-dose X-rays is stopped.
  • the monitoring scan unit 153 executes a monitoring scan to monitor whether the CT value in the vein monitoring region set by the region setting unit 152 is equal to or greater than the vein phase threshold (first threshold) stored in the monitoring condition storage unit 142.
  • the monitoring scan unit 153 starts cyclic irradiation of low-dose X-rays from the X-ray source 21 toward the subject with a cycle T2.
  • the pause time T0' is set in advance by the user taking into account the timing at which the contrast agent arrives at the vein to be monitored, and is stored in the scan condition storage unit 141.
  • the pause time T0' may be 0.
  • the cycle T2 is set to be longer than the cycle T1. This is because blood flow in veins is slower than blood flow in arteries.
  • the monitoring scan unit 153 causes the image reconstruction unit 151 to repeatedly generate CT images based on the X-ray detection data detected by the X-ray detector 22, and periodically acquires the CT values of the arterial monitoring region from the CT images.
  • the CT value of the monitored artery gradually increases as the concentration of the contrast agent in the artery increases.
  • the acquired CT values are sequentially compared with a first threshold value, and when it is determined that the CT value is equal to or greater than the first threshold value, the monitoring scan using low-dose X-rays is stopped.
  • any monitoring scan if the monitoring region is set to include multiple pixels, it may be determined that the monitoring end condition is met, for example, when the CT value of any pixel is equal to or greater than a threshold value, or when the average CT value of each pixel is equal to or greater than a threshold value.
  • the main scan unit 154 executes a main scan to capture an image of the diagnostic region set by the region setting unit 152. Specifically, the main scan unit 154 causes the X-ray source 21 to irradiate the subject with a higher dose of X-rays than during the monitoring scan, and causes the image reconstruction unit 151 to generate a CT image based on the X-ray detection data detected by the X-ray detector 22. Next, the main scan unit 154 stores the image data in the image data storage unit 143 in association with the subject ID and the imaging phase.
  • the output unit 155 outputs to the outside the CT image generated by the image reconstruction unit 151.
  • the output unit 155 transmits data of the CT image to the display unit 120 and causes the display unit 120 to display the CT image on its display.
  • the processing unit 100 has the above configuration.
  • the imaging process is a process for capturing CT images of a diagnostic region of a subject in an arterial phase and a venous phase.
  • the imaging process is started when the bed 3 on which the subject is placed is positioned relative to the gantry 2 and the user operates the operation unit 110 to instruct the start of the imaging process.
  • the region setting unit 152 sets an arterial monitoring region, a venous monitoring region, and a diagnostic region based on an operation signal from the operation unit 110 that has received a user operation (step S1).
  • the user operates the operation unit 110 to set the arterial monitoring region to the subject's aorta, the venous monitoring region to the subject's main portal vein, and the diagnostic region to include the subject's large intestine, as shown in FIG. 4.
  • the user inputs to the operation unit 110 XYZ coordinate values that define the monitoring region and Z coordinate value that defines the diagnostic region.
  • the region setting unit 152 stores the parameters received by the operation unit 110 in the monitoring condition storage unit 142 in FIG. 3A and the scan condition storage unit 141 in FIG. 3B, respectively.
  • the monitoring scan unit 153 counts a preset pause time T0 using an internal timer, and after the counting ends, executes a monitoring scan to monitor whether the CT value in the arterial monitoring region set in the processing of step S1 is equal to or greater than the second threshold value (step S2).
  • the flow of the monitoring scan processing executed by the processing unit 100 according to the embodiment will be described below with reference to FIG. 8.
  • the monitoring scan unit 153 reads out various parameters from the scan condition storage unit 141 in Fig. 3A and the monitoring condition storage unit 142 in Fig. 3B (step S11). Specifically, the monitoring scan unit 153 reads out parameters related to the monitoring scan from the scan condition storage unit 141 in Fig. 3A, and reads out parameters related to the arterial phase from the monitoring condition storage unit 142 in Fig. 3B.
  • the monitoring scan unit 153 starts periodic X-ray irradiation from the X-ray source 21 toward the subject based on the parameters read in the process of step S11 (step S12).
  • the monitoring scan unit 153 periodically irradiates the subject with low-dose X-rays from the X-ray source 21, causes the image reconstruction unit 151 to generate a CT image based on the X-ray detection data detected by the X-ray detector 22, and repeats the process of acquiring the CT value in the arterial monitoring region of the generated CT image.
  • the monitoring scan unit 153 determines whether the CT value acquired in the processing of step S12 is equal to or greater than a second threshold value (step S13).
  • the second threshold value is a threshold value corresponding to the arterial phase stored in the monitoring condition storage unit 142 of FIG. 3B. As the concentration of the contrast agent in the artery increases, the CT value of the arterial monitoring region also increases, as shown in FIG. 6.
  • the monitoring scan unit 153 stops the periodic X-ray irradiation from the X-ray source 21 to the subject (step S14) and returns the process. On the other hand, if it is determined that the acquired CT value is less than the second threshold (step S13; No), the monitoring scan unit 153 continues the periodic X-ray irradiation from the X-ray source 21 to the subject until the CT value becomes equal to or greater than the second threshold. The above is the flow of the monitoring scan process.
  • the main scan unit 154 executes a main scan to capture the diagnostic region set by the region setting unit 152 while contrast agent is present in the artery to be monitored (step S3). Specifically, the main scan unit 154 reads parameters related to the main scan from the scan condition storage unit 141 of FIG. 3A. Next, the main scan unit 154 causes the X-ray source 21 to irradiate the subject with high-dose X-rays based on the read parameters. Next, the main scan unit 154 causes the image reconstruction unit 151 to generate a CT image based on the X-ray detection data detected by the X-ray detector 22, and stores the image in the image data storage unit 143 of FIG. 3C in association with the subject ID and the arterial phase.
  • the monitoring scan unit 153 waits for the pause time T0' before performing a monitoring scan to monitor whether the CT value in the vein monitoring region set by the region setting unit 152 is equal to or greater than the first threshold (step S4).
  • the specific process flow is as shown in FIG. 8, similar to the process in step S2.
  • the period of X-ray irradiation is T2
  • the first threshold is a threshold corresponding to the vein phase stored in the monitoring condition storage unit 142 in FIG. 3B.
  • step S4 the main scan unit 154 executes a main scan to capture an image of the diagnostic region set by the region setting unit 152 in a state where the contrast agent is present in the vein of the monitoring target (step S5), and then ends the process.
  • the specific process flow is the same as or equivalent to the process of step S3. The above is the flow of the imaging process.
  • the X-ray CT device 1 includes a main scan unit 154 that captures CT images of the diagnostic region at the timing when a contrast agent is present in the artery to be monitored, and a monitoring scan unit 153 that monitors whether the CT value in the vein monitoring region obtained by repeatedly irradiating the subject with X-rays is equal to or greater than a first threshold value after imaging of the diagnostic region by the main scan unit 154 is completed, and the main scan unit 154 is configured to capture an image of the diagnostic region when the monitoring scan unit 153 determines that the CT value in the vein monitoring region is equal to or greater than the first threshold value. This makes it possible to clearly capture the veins of each subject in X-ray imaging using a contrast agent.
  • the diagnostic region is set to a three-dimensional region, and the captured CT images are superimposed to generate a three-dimensional CT image, but the present invention is not limited to this.
  • the diagnostic region may be set to a two-dimensional region on the XY plane. In this case, the diagnostic region may be expressed by a position in the Z-axis direction.
  • the operation unit 110 accepts user operations to set the monitoring area and diagnostic area, but the present invention is not limited to this.
  • the processing unit 100 may be configured to recognize the arteries, veins, and diagnostic areas to be monitored in the captured CT image by referring to the prediction model stored in the storage unit 140, and to set the monitoring area and diagnostic area for each of the recognized locations.
  • the X-ray dose in the main scan is higher than the X-ray dose in the monitoring scan, but the present invention is not limited to this.
  • the dose in the monitoring scan may be set to be the same or equivalent to that of the main scan.
  • the period T1 of X-ray irradiation in the arterial phase is set to be smaller than the period T2 of X-ray irradiation in the venous phase, but the present invention is not limited to this.
  • the periods T1 and T2 may be set to be the same or equivalent.
  • the period of X-ray irradiation in the monitoring scan is constant in each of the arterial phase and the venous phase, but the present invention is not limited to this.
  • the period of X-ray irradiation may vary regularly within a set range, or may vary randomly.
  • the monitoring area is set in advance and stored in the monitoring condition storage unit 142, but the present invention is not limited to this.
  • the X-ray CT device 1 may be configured so that the CT image acquired by the monitoring scan is displayed in real time on the display of the display unit 120, and the CT value at the portion of the CT image where the cursor is placed is measured and displayed.
  • the CT value corresponding to the cursor may be displayed on the display.
  • the user may operate the operation unit 110 to execute a main scan.
  • the processing unit 100 executes the main scan without waiting time when the CT value of the monitoring area is equal to or greater than the threshold value, but the present invention is not limited to this.
  • the processing unit 100 may execute the main scan after a preset waiting time has elapsed from the point in time when the CT value of the monitoring area becomes equal to or greater than the threshold value.
  • the processing unit 100 performs a monitoring scan in both the arterial phase and venous movement, but the present invention is not limited to this.
  • the processing unit 100 may be configured to perform a monitoring scan in the venous phase, and a main scan at a point when a preset delay time has elapsed since the administration of the contrast agent in the arterial phase.
  • the parameters related to scanning are stored in the scanning condition storage unit 141, and the parameters related to monitoring are stored in the monitoring condition storage unit 142, but the present invention is not limited to this.
  • the parameters related to scanning and monitoring may be stored in the same data table in the order in which the monitoring scan and main scan are executed.
  • various data are stored in the memory unit 140 of the processing unit 100, but the present invention is not limited to this.
  • all or part of the various data may be stored in an external control device or processing unit via a communication network.
  • the processing units 100 each operate based on a program stored in the storage unit 140, but the present invention is not limited to this.
  • the functional configuration realized by the program may be realized by hardware.
  • the processing unit 100 is, for example, a general-purpose computer, but the present invention is not limited to this.
  • the processing unit 100 may be realized as a processing unit provided on a cloud.
  • the processing performed by the processing unit 100 is realized by a device having the above-mentioned physical configuration executing a program stored in the storage unit 140, but the present invention may also be realized as a program, or as a storage medium on which the program is recorded.
  • a program for executing the above-mentioned processing operations may be stored and distributed on a non-transitory recording medium that can be read by a processing unit, such as a flexible disk, a CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disk), or an MO (Magneto-Optical Disk), and an apparatus for executing the above-mentioned processing operations may be constructed by installing the program in the processing unit.
  • a processing unit such as a flexible disk, a CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disk), or an MO (Magneto-Optical Disk)
  • the diagnostic region is set to the large intestine and its surrounding area, but the present invention is not limited to this.
  • the diagnostic region may be set to include, for example, the liver, gallbladder, pancreas, spleen, and kidneys.
  • the venous monitoring region is not limited to the main portal vein, and may be set to, for example, the superior vena cava, inferior vena cava, pulmonary vein, subclavian vein, and femoral vein.
  • Example 1 it was verified whether preoperative CT angiography (CT-Angiography: CTA) could be performed by applying the DBT method, which individualizes the scan timing of the venous phase for the main portal vein for each subject, to improve the contrast effect of the gastrocolic vein trunk, middle colic vein, and inferior mesenteric vein, thereby realizing high accuracy of veins in CT images.
  • CT-Angiography CTA
  • preoperative CTA was performed using the fixed delay time method.
  • the procedures for the DBT method and the fixed delay time method are shown in Figure 9. Specifically, first, a medical professional inserted a venous catheter through the brachial vein and injected a contrast agent. Next, the timing to start capturing arterial phase images was determined using the bolus tracking protocol of the X-ray CT device. Specifically, a low-dose monitoring scan was performed at the position of the diaphragm dome, and an arterial phase CT image was acquired when the region of interest (ROI) of the abdominal aorta reached a threshold of 250 HU.
  • ROI region of interest
  • a low-dose monitoring scan was performed at the hepatic portal level at 1.5-second intervals, and a venous phase CT image was acquired when the ROIs of the main portal vein reached 250 HU.
  • a venous phase CT image was acquired with a delay of 25 seconds from the time when the arterial phase CT image was acquired.
  • An 80-row CT system manufactured by Canon Medical Systems Corporation was used as the X-ray CT device.
  • CTDI VOL CT Dose Index
  • DLP Dose Length Product
  • ROIs up to 10 mm 2
  • GCT gastrocolic trunk
  • MCV middle colic vein
  • IMV inferior mesenteric vein
  • CNR contrast-to-noise ratio
  • SNR signal-to-noise ratio
  • CNR ROI (ROI ROI - ROI muscle ) / SD fat
  • SNR ROI ROI ROI / SD fat
  • ROI muscle is the mean attenuation of the erector spinae muscle
  • SD fat is the standard deviation of pixel values in the homogeneous abdominal fat of the anterior abdominal wall.
  • the experimental results are shown below. As shown in FIG. 11, there was no significant difference between the two groups in terms of age, height, weight, and BMI in terms of patient characteristics.
  • the average number of monitoring scans in the DBT group was 3 (range: 1-6).
  • the average delay time from the arterial phase to the venous phase in the DBT group was widely distributed as shown in FIG. 12, with an average of 24.0 ⁇ 2.1 seconds (range: 20.4-27.6 seconds).
  • the average CTDI VOL of low-dose monitoring was 7.7 ⁇ 3.0 mGy, and DLP was 15.5 ⁇ 6.0 mGy cm.
  • the average CT values of the vascular origins of the main portal vein, gastrocolic vein, middle colic vein, and inferior mesenteric vein in each group are shown in Figure 13.
  • the average CT values of all portal vein branches were higher in the DBT group, indicating improved venous contrast effects compared to the fixed delay method.
  • the largest difference between the two groups was in the inferior mesenteric vein.
  • both the CNR ROI and SNR ROI were significantly higher in the DBT group.
  • Example 2 In Example 2, similar to Example 1, CTA was performed to photograph the subject's large intestine using the DBT method and the fixed delay time method, and then two blinded surgeons performed image quality scoring on the 3D CT images obtained by CTA using the following 5-point evaluation. 1. Nondiagnostic; gastrocolic trunk not visualized 2. Poor; only the base of the gastrocolic trunk visualized 3. Fair; the distal portion of the gastrocolic trunk visualized 4. Good; the distal branches of the gastrocolic trunk visualized 5. Excellent; the distal branches of the gastrocolic trunk clearly visualized
  • Figures 14A and B show the evaluation results by observer A
  • Figures 15A and B show the evaluation results by observer B
  • the graphs in Figures 14A and 15A show the number of images per score for the DBT method and the fixed delay time method, respectively
  • the graphs in Figures 14B and 15B show the average scores.
  • the DBT method can capture veins more clearly than the fixed delay time method.
  • the X-ray CT device, imaging method, and program of the present invention are useful because they can clearly image the veins of each subject in CT angiography.

Landscapes

  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

Ｘ線ＣＴ装置は、監視対象の動脈に造影剤が存在するタイミングで診断領域のＣＴ画像を撮像するメインスキャン部（１５４）と、メインスキャン部（１５４）による診断領域のＣＴ画像の撮像が終了した後に、Ｘ線源から被検者に向けて繰り返しＸ線を照射することで得られる静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であるかどうかを監視するモニタリングスキャン部（１５３）と、を備える。メインスキャン部（１５４）は、モニタリングスキャン部（１５３）により静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であると判定された場合に診断領域のＣＴ画像を撮像する。

Description

Ｘ線ＣＴ装置、撮像方法及びプログラム
　本発明は、Ｘ線ＣＴ装置、撮像方法及びプログラムに関する。
　造影剤を被検者の体内に注入し、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置により被検者の診断対象となる領域である診断領域を撮影するＣＴアンギオグラフィー（血管造影検査）が広く行われている。ＣＴアンギオグラフィーにおいて被検者への造影剤の投与量や撮影回数を増加させることなく診断領域の明瞭な画像を得るには、造影剤が診断領域に到達したタイミングで診断領域を撮影する必要がある。
　例えば、特許文献１には、造影剤を注射してから大動脈を１秒間隔で連続撮影し、造影剤の濃度がピークを迎える時間を推測する方法が開示されている。特許文献１には、静脈の撮影手法が特に言及されておらず、一般的な手法を用いて、すなわち、動脈の撮影時を基準にして遅延時間を設定し、遅延時間が経過した時点で静脈の撮影を行っていると考えられる。
特開２０１９－１８０４４４号公報
　近年、腹腔鏡や手術支援ロボットを用いた低侵襲手術が普及したため、術前に静脈の位置や形状を詳細に把握したいとの要望がある。例えば、横行結腸癌手術では、脆弱な静脈の裂傷を回避するため、上腸間膜静脈周囲を明瞭に撮像した３次元ＣＴ画像を術前に確認したいとの要望がある。しかしながら、体内に注入された造影剤は心臓から全身を巡ることで薄まると共に、被検者毎に診断領域の静脈への到達に要する時間が異なっているため、特許文献１に開示された方法では、被検者毎に静脈を明瞭に撮影することが困難である。
　本発明は、このような背景に基づいてなされたものであり、ＣＴアンギオグラフィーにおいて被検者毎に静脈を明瞭に撮影することが可能なＸ線ＣＴ装置、撮像方法及びプログラムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るＸ線ＣＴ装置は、
　造影剤が投与された被検者に向けてＸ線源からＸ線を照射し、前記被検者を透過したＸ線をＸ線検出器で検出することにより前記被検者のＣＴ画像を撮像するＸ線ＣＴ装置であって、
　前記被検者に対して監視対象の静脈のＣＴ値を取得する領域である静脈モニタリング領域と、前記被検者の診断対象となる領域である診断領域と、を設定する領域設定部と、
　前記監視対象の動脈に造影剤が存在するタイミングで前記診断領域のＣＴ画像を撮像するメインスキャン部と、
　前記メインスキャン部による前記診断領域のＣＴ画像の撮像が終了した後に、前記Ｘ線源から前記被検者に向けて繰り返しＸ線を照射することで得られる前記静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であるかどうかを監視するモニタリングスキャン部と、を備え、
　前記メインスキャン部は、前記モニタリングスキャン部により前記静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であると判定された場合に前記診断領域のＣＴ画像を撮像する。
　前記モニタリングスキャン部は、前記Ｘ線源から前記静脈モニタリング領域に向けて低線量Ｘ線を繰り返し照射させ、
　前記メインスキャン部は、前記Ｘ線源から前記診断領域に向けて前記低線量Ｘ線よりも線量が高い高線量Ｘ線を照射させてもよい。
　前記領域設定部は、前記被検者に対して前記監視対象の動脈のＣＴ値を取得する領域である動脈モニタリング領域を設定し、
　前記モニタリングスキャン部は、前記Ｘ線源から前記被検者に向けて繰り返しＸ線を照射することで得られる前記動脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第２の閾値以上であるかどうかを監視し、
　前記メインスキャン部は、前記モニタリングスキャン部により前記動脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第２の閾値以上であると判定された場合に前記診断領域のＣＴ画像を撮像し、
　前記静脈モニタリング領域に対するＸ線照射の周期は、前記動脈モニタリング領域に対するＸ線照射の周期よりも長く設定されてもよい。
　前記領域設定部は、前記静脈モニタリング領域を前記被検者の主門脈に設定し、前記診断領域を前記被検者の大腸を含むように設定してもよい。
　前記モニタリングスキャン部は、前記メインスキャン部による前記診断領域のＣＴ画像の撮像が終了した時点から休止時間が経過した後に前記静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であるかどうかを監視してもよい。
　上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る撮像方法は、
　造影剤が投与された被検者に向けてＸ線源からＸ線を照射し、前記被検者を透過したＸ線をＸ線検出器で検出することにより前記被検者のＣＴ画像を撮像する撮像方法であって、
　前記被検者に対して監視対象の静脈のＣＴ値を取得する領域である静脈モニタリング領域と、前記被検者の診断対象となる領域である診断領域と、を設定するステップと、
　前記監視対象の動脈に造影剤が存在するタイミングで前記診断領域のＣＴ画像を撮像するステップと、
　前記診断領域のＣＴ画像の撮像が終了した後に、前記Ｘ線源から前記被検者に向けて繰り返しＸ線を照射することで得られる前記静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であるかどうかを監視するステップと、
　前記静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であると判定された場合に前記診断領域のＣＴ画像を撮像するステップと、
　を含む。
　上記目的を達成するために、本発明の第３の観点に係るプログラムは、
　造影剤が投与された被検者に向けてＸ線源からＸ線を照射し、前記被検者を透過したＸ線をＸ線検出器で検出することにより前記被検者のＣＴ画像を撮像するためのプログラムであって、
　コンピュータを、
　前記被検者に対して監視対象の静脈のＣＴ値を取得する領域である静脈モニタリング領域と、前記被検者の診断対象となる領域である診断領域と、を設定する領域設定手段、
　前記監視対象の動脈に造影剤が存在するタイミングで前記診断領域のＣＴ画像を撮像するメインスキャン手段、
　前記メインスキャン手段による前記診断領域のＣＴ画像の撮像が終了した後に、前記Ｘ線源から前記被検者に向けて繰り返しＸ線を照射することで得られる前記静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であるかどうかを監視するモニタリングスキャン手段、
　として機能させるためのプログラムであって、
　前記メインスキャン手段は、前記モニタリングスキャン手段により前記静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であると判定された場合に前記診断領域のＣＴ画像を撮像する。
　本発明によれば、ＣＴアンギオグラフィーにおいて被検者毎に静脈を明瞭に撮影することが可能なＸ線ＣＴ装置、撮像方法及びプログラムを提供できる。
本発明の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係る処理ユニットのハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るスキャン条件記憶部のデータテーブルの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るモニタリング条件記憶部のデータテーブルの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像データ記憶部のデータテーブルの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置により設定されたモニタリング領域及び診断領域を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置により実行されるＸ線照射の手順を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置によるモニタリングスキャンの終了条件を示すグラフである。 本発明の実施の形態に係る撮像処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るモニタリングスキャン処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１におけるＤＢＴ法及び固定遅延時間法の処理の手順を示す図である。 実施例１における被検者の計測箇所を描出したＣＴ画像を示す図である。 実施例１における統計処理を施した被検者の特性を示す図である。 実施例１におけるＤＢＴ法を適用した場合の遅延時間の分布を示すグラフである。 実施例１における被検者の計測箇所のＣＴ値、ＣＮＲ及びＳＮＲを示す図である。 実施例２における観察者Ａの画像スコアリングにより得られたスコア毎の画像数を示すグラフである。 実施例２における観察者Ａの画像スコアリングにより得られたスコアの平均値を示すグラフである。 実施例２における観察者Ｂの画像スコアリングにより得られたスコア毎の画像数を示すグラフである。 実施例２における観察者Ｂの画像スコアリングにより得られたスコアの平均値を示すグラフである。
　以下、本発明の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置、撮像方法及びプログラムを、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面では、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。実施の形態では、Ｘ線ＣＴ装置のガントリの回転軸が延びる方向をＺ軸方向、上下方向をＹ軸方向、Ｙ軸及びＺ軸に直交する水平面上に延びる方向をＸ軸方向とする直交座標系を使用する。
　実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線を用いて被検者のＣＴ画像（断層画像）を撮像する画像診断装置である。実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置では、被検者の横断面をスライスした２次元ＣＴ画像を生成してもよく、複数の２次元ＣＴ画像を並べることで３次元ＣＴ画像を生成してもよい。実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、被検者に対してＣＴアンギオグラフィーを実施可能に構成されている。ＣＴアンギオグラフィーでは、カテーテルを用いて被検者の血管に造影剤を直接注入しながらＸ線撮影を行い、被検者の血管を描出したＣＴ画像を撮像する。造影剤は、ＣＴ画像にコントラストを付けたり特定の組織を強調したりするため被検者に投与される。造影剤は、例えば、ヨード造影剤である。
　ＣＴアンギオグラフィーでは、動脈に造影剤が到達したと推測されるタイミング（動脈位相）で動脈を撮影し、次に、静脈に造影剤が到達したと推測されるタイミング（静脈位相）で静脈を撮影する。動脈位相のＣＴ画像の画質を向上させる手法としてボーラストラッキング（Bolus Tracking：ＢＴ）法が公知である。ＢＴ法では、ユーザにより設定されたスライス断面において動脈への造影剤の濃度を監視し、濃度が目標濃度に達した時点で診断領域の撮影を行う。
　ＢＴ法では、通常、動脈位相から静脈位相までの間に一定の遅延時間を設定し、遅延時間が経過したタイミングで静脈の撮影を行うが、発明者らが鋭意検討した結果、静脈中の造影剤の濃度が高まるタイミングに個人差があることが判明した。そこで、実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置では、静脈位相の撮影を行う場合にも造影剤の濃度をリアルタイムで監視することで、静脈位相における撮影タイミングを被検者毎に最適化できるように構成した。
　実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置は、例えば、診断領域を大腸及びその周辺領域に設定したＣＴアンギオグラフィーに好適である。このＣＴアンギオグラフィーは、腹腔鏡補助下の右側結腸切除術及び左側結腸切除術の術前に実施されることが好ましい。これは、大腸周辺に存在する門脈枝、例えば、胃結腸静脈幹、中結腸静脈及び下腸間膜静脈の位置や形状を術前に把握することが必要であるためである。
　大腸及びその周辺領域の解剖学的な構造を考慮すると、門脈枝の血流動態を考慮したスキャンタイミングを被検者毎に最適化するには、下流側にある主門脈を静脈の監視対象とすればよい。動脈については、大動脈を監視対象とすればよい。このような動脈及び静脈への造影剤の流入をそれぞれ個別に設定された領域でリアルタイムに監視する手法をダブルボーラストラッキング（Double Bolus Tracking：ＤＢＴ）法と呼ぶこととする。以下、ＤＢＴ法を用いて被検者の診断領域を撮影する場合を例に説明する。
　図１は、実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成を示す概略図である。Ｘ線ＣＴ装置１は、被検者に造影剤を投与した後に被検者に向けて低線量Ｘ線を照射して監視対象の静脈に対してモニタリングスキャンを行うことで監視対象の静脈を通過する造影剤の濃度により変化するＣＴ値を取得する。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、監視対象の静脈のＣＴ値が閾値以上になった場合に被検者に向けて高線量Ｘ線を照射することで診断領域におけるＣＴ画像を撮像するメインスキャンを行う。
　Ｘ線ＣＴ装置１は、検査室に設置されるガントリ２、寝台３及びコントローラ４と、検査室に隣接する操作室に設置される処理ユニット１００と、を備える。ガントリ２、寝台３及びコントローラ４は、被検者のモニタリング領域及び診断領域におけるＣＴ画像を撮像する撮像ユニットの一例である。ガントリ２及び寝台３は、いずれも検査室の床面に設置されている。ガントリ２及び寝台３と処理ユニット１００とは、有線又は無線の通信回線及びコントローラ４を介して通信可能に接続されている。
　ガントリ２は、被検者に向けてＸ線を照射するＸ線源２１と、Ｘ線源２１から照射され、被検者を通過する際に減衰されたＸ線を検出するＸ線検出器２２と、Ｘ線源２１及びＸ線検出器２２を支持する回転リング２３と、を備える。Ｘ線源２１及びＸ線検出器２２は、寝台３に載置された被検者を挟んで互いに対向するように回転リング２３に支持され、回転リング２３は、図示しない回転駆動機構により回転軸（Ｚ軸）の周りに回転可能に支持されている。
　Ｘ線源２１は、真空管の一種であるＸ線管と、Ｘ線管に電圧を供給する高圧電源と、を備え、Ｘ線管は、高圧電源からの電圧によりＸ線を発生する。Ｘ線検出器２２は、２次元に配置された微小な検出素子を備え、各検出素子で検出したＸ線を電荷に変換してＸ線検出データを生成し、処理ユニット１００に送信する。Ｘ線検出器２２としては、スライス方向（Ｚ軸方向）に１列の検出素子を有するシングルスライス型であってもよく、スライス方向に複数列の検出素子を有するマルチスライス型であってもよい。
　寝台３は、被検者を載せる天板と、天板をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させると共にＸＹＺ軸周りに回転させる寝台駆動装置と、を備える。寝台３は、ガントリ２によるＸ線照射前に被検者を載置した状態でガントリ２の撮影口に挿入される。
　コントローラ４は、メモリ及びプロセッサを備え、メモリに記憶されたプログラム及び処理ユニット１００から供給される制御信号に従って、プロセッサがＸ線源２１の高圧電源、Ｘ線検出器２２、回転リング２３の回転駆動装置及び寝台３の寝台駆動装置の動作を制御する。
　処理ユニット１００は、例えば、汎用コンピュータである。処理ユニット１００は、メモリに記憶されたプログラム及びユーザの操作に基づき生成された操作信号に基づいてコントローラ４の動作を制御する。具体的には、処理ユニット１００は、コントローラ４を制御して、被検者が載置された寝台３をガントリ２の撮影位置に移動させ、回転リング２３を回転させることにより、Ｘ線源２１及びＸ線検出器２２を被検者に対して相対的に移動させる。また、処理ユニット１００は、Ｘ線源２１からＸ線を照射させ、被検者を透過した透過Ｘ線をＸ線検出器２２に検出させ、検出されたＸ線検出データを処理ユニット１００に送信させる。処理ユニット１００は、受信したＸ線検出データに対してレンダリングを行うことでＣＴ画像を再構成する。
　図２は、実施の形態に係る処理ユニット１００のハードウェア構成を示すブロック図である。処理ユニット１００は、操作部１１０と、表示部１２０と、通信部１３０と、記憶部１４０と、制御部１５０と、を備える。処理ユニット１００の各部は、内部バスを介して相互に接続されている。
　操作部１１０は、ユーザの指示を受け付け、受け付けた操作に対応する操作信号を制御部１５０に供給する。操作部１１０は、例えば、マウス、キーボードを備える。
　表示部１２０は、ディスプレイを備え、制御部１５０から供給される画像データに基づいて、ユーザに向けて各種の画像を表示する。表示部１２０は、例えば、モニタリング領域及び診断領域のＣＴ画像を表示する。
　通信部１３０は、処理ユニット１００が外部の機器と通信するための通信インタフェースである。通信部１３０は、例えば、インタネットのような通信ネットワークやＵＳＢ（Universal Serial Bus）のような入出力端子を介してコントローラ４や他の外部機器と通信する。
　記憶部１４０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスクを備える。記憶部１４０は、制御部１５０で実行されるプログラムや各種のデータを記憶する。また、記憶部１４０は、各種の情報を一時的に記憶し、制御部１５０が処理を実行するためのワークメモリとしても機能する。さらに、記憶部１４０は、スキャン条件記憶部１４１と、モニタリング条件記憶部１４２と、画像データ記憶部１４３と、を備える。
　図３Ａに示すように、スキャン条件記憶部１４１は、ユーザにより事前に設定され、ガントリ２により順次実施される被検者に向けたスキャンの制御に必要なパラメータを記憶する。スキャンは、被検者に設定されたモニタリング領域のＣＴ値を監視するモニタリングスキャンと、被検者に設定された診断領域におけるＣＴ画像を撮像するメインスキャンと、を含む。スキャンに関するパラメータは、スキャン種類毎に設定され、管電圧、管電流、スキャン速度、撮影時のスライス厚、休止時間、開始位置及び終了位置を含む。
　管電圧及び管電流は、高圧電源からＸ線源２１に供給される電流の電圧値、電流値である。スキャン速度は、回転リング２３が１回転するのに要する時間である。撮影スライス厚は、スキャンにより生成される２次元ＣＴ画像のスライス方向（Ｚ軸方向）の間隔である。休止時間は、スキャンが可能になった時点からスキャンを開始するまでの時間である。開始位置及び終了位置は、ガントリ２が寝台３に載置された被検者に向けたスキャン開始時及び終了時のＺ軸方向の位置である。 
　図３Ｂに示すように、モニタリング条件記憶部１４２は、ユーザにより事前に設定され、被検者に対するモニタリングスキャンの制御に必要なパラメータを記憶する。モニタリングに関するパラメータは、撮影位相毎に設定され、モニタリング領域、Ｘ線照射の周期、及びモニタリング領域におけるＣＴ値の閾値を含む。
　撮影位相は、動脈位相及び静脈位相のいずれかである。モニタリング領域は、モニタリングスキャンにより得られたＣＴ画像からＣＴ値を取得する領域である。モニタリング領域は、監視対象の動脈及び静脈にそれぞれ設定される。Ｘ線照射の周期は、モニタリングスキャン時に被検者に向けて繰り返し行われるＸ線照射の周期である。
　図３Ｃに示すように、画像データ記憶部１４３は、診断領域を撮像したＣＴ画像のデータを、被検者毎に割り振られた被検者ＩＤ（Identification）と撮影位相とに対応付けて記憶する。
　図２に戻り、制御部１５０は、プロセッサを備え、処理ユニット１００の各部の制御を行う。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部１５０は、時刻をカウントするための内部タイマを備える。また、制御部１５０は、記憶部１４０に記憶されているプログラムを実行することにより、図７の撮像処理及び図８のモニタリングスキャン処理を実行する。制御部１５０は、機能的には、画像再構成部１５１と、領域設定部１５２と、モニタリングスキャン部１５３と、メインスキャン部１５４と、出力部１５５と、を備える。
　画像再構成部１５１は、Ｘ線検出器２２から送信されたＸ線検出データを取得し、取得したＸ線検出データに基づいてレンダリングを行うことで被検者のＣＴ画像を再構成する。画像再構成には、例えば、畳込み逆投影法を用いればよい。
　領域設定部１５２は、ユーザの操作を受け付けた操作部１１０からの操作信号に基づいて、被検者に対して監視対象の動脈のＣＴ値を取得する動脈モニタリング領域と、監視対象の静脈のＣＴ値を取得する静脈モニタリング領域と、画像診断の対象となる領域である診断領域と、を設定する。具体的には、領域設定部１５２は、ガントリ２に対して被検者を載置した寝台３を位置決めした状態でＸ線源２１からＸ線を照射させ、画像再構成部１５１にＸ線検出器２２により検出された検出データに基づくＣＴ画像を生成させ、表示部１２０のディスプレイに表示させる。ユーザは、ディスプレイに表示されたＣＴ画像を参照しながら操作部１１０を操作することで、動脈モニタリング領域、静脈モニタリング領域及び診断領域を設定する。
　図４に示すように、動脈モニタリング領域は、監視対象の動脈に設定されたモニタリング領域であり、例えば、大動脈に設定される。静脈モニタリング領域は、監視対象の静脈に設定されたモニタリング領域であり、例えば、主門脈に設定される。診断領域は、例えば、大腸を含むように設定される。
　各モニタリング領域は、被検者の同一の横断面（ＸＹ平面）に設定されることが好ましい。特に、各モニタリング領域は、横隔膜を含む横断面に設定されることが好ましい。また、各モニタリング領域は、単一のピクセルであってもよく、複数のピクセルを含むように設定されてもよい。モニタリング領域が単一のピクセルの場合には、当該ピクセルのＸＹＺ座標値で、モニタリング領域が複数のピクセルで構成される場合には、ＸＹＺ軸の最大座標及び最小座標で表現すればよい。
　診断領域は、例えば、スキャン開始時及び終了時のＺ座標値で表現される。診断領域は、動脈モニタリング領域及び静脈モニタリング領域の少なくとも１つを含んでもよく、いずれも含まなくてもよい。
　図２に戻り、モニタリングスキャン部１５３は、領域設定部１５２により設定された動脈モニタリング領域におけるＣＴ値がモニタリング条件記憶部１４２に記憶された動脈位相の閾値（第２の閾値）以上であるかどうかを監視するモニタリングスキャンを実行する。
　具体的に説明すると、モニタリングスキャン部１５３は、図５に示すように造影剤を注入した時点から休止時間Ｔ０が経過した後に、Ｘ線源２１から被検者に向けて周期Ｔ１で周期的な低線量Ｘ線の照射を開始させる。休止時間Ｔ０は、監視対象の動脈に造影剤が到着するタイミングを考慮して予めユーザにより設定され、スキャン条件記憶部１４１に記憶されている。低線量Ｘ線を用いるのは、モニタリングスキャンによる被検者の被ばく量を抑制するためである。
　モニタリングスキャン部１５３は、画像再構成部１５１にＸ線検出器２２で検出されたＸ線検出データに基づくＣＴ画像を繰り返し生成させ、生成されたＣＴ画像から動脈モニタリング領域のＣＴ値を周期的に取得する。このとき、図６に示すように動脈中の造影剤の濃度が高まるにつれて監視対象の動脈のＣＴ値が徐々に増大する。取得したＣＴ値と第２の閾値とを順次比較し、ＣＴ値が第２の閾値以上になったと判定された場合に低線量Ｘ線によるモニタリングスキャンを停止させる。
　また、モニタリングスキャン部１５３は、メインスキャン部１５４による診断領域の撮影が終了した後に、領域設定部１５２により設定された静脈モニタリング領域におけるＣＴ値がモニタリング条件記憶部１４２に記憶された静脈位相の閾値（第１の閾値）以上であるかどうかを監視するモニタリングスキャンを実行する。
　具体的に説明すると、モニタリングスキャン部１５３は、図５に示すように動脈位相の撮影が終了した時点から休止時間Ｔ０’が経過した後に、Ｘ線源２１から被検者に向けて周期Ｔ２で周期的な低線量Ｘ線の照射を開始させる。休止時間Ｔ０’は、監視対象の静脈に造影剤が到着するタイミングを考慮して予めユーザにより設定され、スキャン条件記憶部１４１に記憶されている。休止時間Ｔ０’＝０であってもよい。周期Ｔ２は、周期Ｔ１よりも長くなるように設定されている。これは、静脈の血流が動脈の血流よりも緩やかなためである。
　モニタリングスキャン部１５３は、画像再構成部１５１にＸ線検出器２２で検出されたＸ線検出データに基づくＣＴ画像を繰り返し生成させ、ＣＴ画像から動脈モニタリング領域のＣＴ値を周期的に取得する。このとき、図６に示すように動脈中の造影剤の濃度が高まるにつれて監視対象の動脈のＣＴ値が徐々に増大する。取得したＣＴ値と第１の閾値とを順次比較し、ＣＴ値が第１の閾値以上になったと判定された場合に低線量Ｘ線によるモニタリングスキャンを停止させる。
　なお、いずれのモニタリングスキャンにおいても、モニタリング領域が複数のピクセルを含むように設定されている場合には、例えば、いずれのピクセルのＣＴ値が閾値以上であるか、各ピクセルのＣＴ値の平均値が閾値以上である場合に、モニタリング終了条件を満たすと判定すればよい。
　図２に戻り、メインスキャン部１５４は、モニタリングスキャン部１５３により動脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第２の閾値以上であると判定された場合、及びモニタリングスキャン部１５３により静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であると判定された場合に、領域設定部１５２により設定された診断領域を撮影するメインスキャンを実行する。具体的には、メインスキャン部１５４は、モニタリングスキャン時よりも高線量のＸ線をＸ線源２１から被検者に向けて照射させ、画像再構成部１５１にＸ線検出器２２で検出されたＸ線検出データに基づくＣＴ画像を生成させる。次に、メインスキャン部１５４は、被検者ＩＤと撮影位相とに対応付けて画像データ記憶部１４３に記憶させる。
　出力部１５５は、画像再構成部１５１により生成されたＣＴ画像を外部に出力する。出力部１５５は、例えば、ＣＴ画像のデータを表示部１２０に送信し、当該ＣＴ画像を表示部１２０のディスプレイに表示させる。
　以上が、処理ユニット１００の構成である。
（撮像処理）
　以下、図７のフローチャートを参照して、処理ユニット１００が実行する撮像処理の流れを説明する。撮像処理は、動脈位相及び静脈位相において被検者の診断領域におけるＣＴ画像を撮像する処理である。撮像処理は、ガントリ２に対して被検者を載置した寝台３を位置決めし、ユーザが操作部１１０を操作して撮像処理の開始を指示した時点で開始される。
　まず、領域設定部１５２は、ユーザの操作を受け付けた操作部１１０からの操作信号に基づいて、動脈モニタリング領域、静脈モニタリング領域及び診断領域を設定する（ステップＳ１）。ユーザは、操作部１１０を操作して、図４に示すように動脈モニタリング領域を被検者の大動脈に、静脈モニタリング領域を被検者の主門脈に、診断領域を被検者の大腸を含むように設定する。この設定では、ユーザは、操作部１１０にモニタリング領域を規定するＸＹＺ座標値及び診断領域を規定するＺ座標値を入力する。領域設定部１５２は、操作部１１０で受け付けたパラメータを、図３Ａのモニタリング条件記憶部１４２及び図３Ｂのスキャン条件記憶部１４１にそれぞれ記憶させる。
　ユーザは、モニタリング領域及び診断領域の入力を終了すると、被検者の血管に造影剤を投与する。ユーザから造影剤が投与された旨の入力を操作部１１０で受け付けると、モニタリングスキャン部１５３は、内部タイマを用いて予め設定された休止時間Ｔ０をカウントし、カウント終了後にステップＳ１の処理で設定された動脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第２の閾値以上であるかどうかを監視するモニタリングスキャンを実行する（ステップＳ２）。以下、図８を参照して、実施の形態に係る処理ユニット１００が実行するモニタリングスキャン処理の流れを説明する。
（モニタリングスキャン処理）
　まず、モニタリングスキャン部１５３は、図３Ａのスキャン条件記憶部１４１及び図３Ｂのモニタリング条件記憶部１４２から各種のパラメータを読み出す（ステップＳ１１）。具体的には、モニタリングスキャン部１５３は、図３Ａのスキャン条件記憶部１４１からモニタリングスキャンに関するパラメータを読み出し、図３Ｂのモニタリング条件記憶部１４２から動脈位相に関するパラメータを読み出す。
　次に、モニタリングスキャン部１５３は、ステップＳ１１の処理で読み出したパラメータに基づいて、Ｘ線源２１から被検者に向けた周期的なＸ線照射を開始する（ステップＳ１２）。モニタリングスキャン部１５３は、Ｘ線源２１から被検者に向けて周期的に低線量Ｘ線を照射し、画像再構成部１５１にＸ線検出器２２により検出されたＸ線検出データに基づくＣＴ画像を生成させ、生成されたＣＴ画像の動脈モニタリング領域におけるＣＴ値を取得する処理を繰り返す。
　次に、モニタリングスキャン部１５３は、ステップＳ１２の処理で取得されたＣＴ値が第２の閾値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１３）。第２の閾値は、図３Ｂのモニタリング条件記憶部１４２に記憶された動脈位相に対応する閾値である。動脈中の造影剤の濃度が高くなるにつれ、図６に示すように動脈モニタリング領域のＣＴ値も増大する。
　取得されたＣＴ値が第２の閾値以上であると判定された場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、モニタリングスキャン部１５３は、Ｘ線源２１から被検者に向けた周期的なＸ線照射を停止させ（ステップＳ１４）、処理をリターンする。他方、取得されたＣＴ値が第２の閾値未満であると判定された場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、モニタリングスキャン部１５３は、ＣＴ値が第２の閾値以上となるまでＸ線源２１から被検者に向けた周期的なＸ線照射を継続する。
　以上が、モニタリングスキャン処理の流れである。
　図７に戻り、ステップＳ２の処理の終了後、メインスキャン部１５４は、監視対象の動脈に造影剤が存在する状態で、領域設定部１５２により設定された診断領域を撮影するメインスキャンを実行する（ステップＳ３）。具体的には、メインスキャン部１５４は、図３Ａのスキャン条件記憶部１４１からメインスキャンに関するパラメータを読み出す。次に、メインスキャン部１５４は、読み出したパラメータに基づいてＸ線源２１から被検者に向けて高線量Ｘ線を照射させる。次に、メインスキャン部１５４は、画像再構成部１５１にＸ線検出器２２により検出されたＸ線検出データに基づくＣＴ画像を生成させ、被検者ＩＤと動脈位相とに対応付けて図３Ｃの画像データ記憶部１４３に記憶させる。
　次に、モニタリングスキャン部１５３は、休止時間Ｔ０’だけ処理を待機した後、領域設定部１５２により設定された静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であるかどうかを監視するモニタリングスキャンを実行する（ステップＳ４）。具体的な処理の流れは、ステップＳ２の処理と同様に図８に示すとおりである。Ｘ線照射の周期はＴ２であり、第１の閾値は、図３Ｂのモニタリング条件記憶部１４２に記憶された静脈位相に対応する閾値である。
　ステップＳ４の処理の終了後、メインスキャン部１５４は、監視対象の静脈に造影剤が存在する状態で、領域設定部１５２により設定された診断領域を撮影するメインスキャンを実行し（ステップＳ５）、処理を終了する。具体的な処理の流れは、ステップＳ３の処理と同一又は同等である。
　以上が、撮像処理の流れである。
  以上説明したように、実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、監視対象の動脈に造影剤が存在するタイミングで診断領域のＣＴ画像を撮像するメインスキャン部１５４と、メインスキャン部１５４による診断領域の撮影が終了した後に、被検者に繰り返しＸ線を照射することで得られる静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であるかどうかを監視するモニタリングスキャン部１５３と、を備え、メインスキャン部１５４は、モニタリングスキャン部１５３により静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であると判定された場合に診断領域を撮影するように構成されている。このため、造影剤を使用したＸ線撮影において被検者毎に静脈を明瞭に撮影できる。
　本発明は上記実施の形態に限られず、以下に述べる変形も可能である。
（変形例）
　上記実施の形態では、診断領域が３次元領域に設定され、撮像されたＣＴ画像を重ねて３次元ＣＴ画像を生成しているが、本発明はこれに限られない。例えば、診断領域はＸＹ平面上の２次元領域に設定されてもよい。このとき、診断領域はＺ軸方向の位置で表現すればよい。
　上記実施の形態では、ユーザの操作を操作部１１０が受け付けることでモニタリング領域及び診断領域を設定していたが、本発明はこれに限られない。例えば、ユーザが操作部１１０を操作して監視対象の動脈、静脈及び診断対象部位を設定すると、処理ユニット１００が記憶部１４０に記憶された予測モデルを参照して撮像したＣＴ画像における監視対象の動脈、静脈及び診断対象部位を認識し、認識した箇所のそれぞれにモニタリング領域及び診断領域を設定するように構成してもよい。
　上記実施の形態では、メインスキャンにおけるＸ線の線量をモニタリングスキャンにおけるＸ線の線量よりも高くしていたが、本発明はこれに限られない。例えば、モニタリングスキャンの線量をメインスキャンと同一又は同等に設定してもよい。
　上記実施の形態では、動脈位相におけるＸ線照射の周期Ｔ１を静脈位相におけるＸ線照射の周期Ｔ２よりも小さく設定されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、周期Ｔ１、Ｔ２を同一又は同等に設定してもよい。
　上記実施の形態では、動脈位相及び静脈位相のそれぞれにおいてモニタリングスキャンにおけるＸ線照射の周期が一定であったが、本発明はこれに限られない。例えば、Ｘ線照射の周期は、設定された範囲内で規則的に変動してもよく、ランダムに変動してもよい。
　上記実施の形態では、モニタリング領域を事前に設定してモニタリング条件記憶部１４２に記憶させていたが、本発明はこれに限られない。例えば、モニタリングスキャンにより取得したＣＴ画像をリアルタイムに表示部１２０のディスプレイに表示させ、ＣＴ画像上のカーソルを当てた部分におけるＣＴ値を計測し、表示できるようにＸ線ＣＴ装置１を構成してもよい。上記の構成において、ユーザが操作部１１０を操作してモニタリング領域にカーソルを当てると、カーソルに対応するＣＴ値がディスプレイに表示させてもよい。そして、ユーザがディスプレイに表示されたＣＴ値を参照して閾値以上であると判断した場合に、操作部１１０を操作してメインスキャンを実行させてもよい。
　上記実施の形態では、モニタリング領域のＣＴ値が閾値以上である場合に待機時間を置かずに処理ユニット１００がメインスキャンを実行していたが、本発明はこれに限られない。モニタリング領域のＣＴ値が閾値以上となった時点から予め設定された待機時間が経過した後に処理ユニット１００がメインスキャンを実施してもよい。
　上記実施の形態では、動脈位相及び静脈移動の両方において処理ユニット１００がモニタリングスキャンを実施していたが、本発明はこれに限られない。例えば、処理ユニット１００は、静脈位相ではモニタリングスキャンを行い、動脈位相では造影剤の投与から予め設定した遅延時間が経過した時点にメインスキャンを実施するように構成してもよい。
　上記実施の形態では、スキャンに関するパラメータをスキャン条件記憶部１４１に、モニタリングに関するパラメータをモニタリング条件記憶部１４２に記憶していたが、本発明はこれに限られない。例えば、スキャン及びモニタリングに関するパラメータをモニタリングスキャン及びメインスキャンの実行順に並べて同一のデータテーブルに記憶してもよい。
　上記実施の形態では、処理ユニット１００の記憶部１４０に各種データが記憶されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、各種データは、その全部又は一部が通信ネットワークを介して外部の制御装置や処理ユニットに記憶されていてもよい。
　上記実施の形態では、処理ユニット１００は、それぞれ記憶部１４０に記憶されたプログラムに基づいて動作していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、プログラムにより実現された機能的な構成をハードウェアにより実現してもよい。
　上記実施の形態では、処理ユニット１００は、例えば、汎用コンピュータであったが、本発明はこれに限られない。例えば、処理ユニット１００は、クラウド上に設けられた処理ユニットで実現してもよい。
　上記実施の形態では、処理ユニット１００が実行する処理は、上述の物理的な構成を備える装置が記憶部１４０に記憶されたプログラムを実行することによって実現されていたが、本発明は、プログラムとして実現されてもよく、そのプログラムが記録された記憶媒体として実現されてもよい。
　また、上述の処理動作を実行させるためのプログラムを、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto-Optical Disk）のような処理ユニットにより読み取り可能な非一時的な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムを処理ユニットにインストールすることにより、上述の処理動作を実行する装置を構成してもよい。
　上記実施の形態では、診断領域を大腸及びその周辺領域に設定していたが、本発明はこれに限られない。静脈モニタリング領域を主門脈に設定している場合、診断領域は、例えば、肝臓、胆嚢、膵臓、脾臓、腎臓を含むように設定してもよい。また、静脈モニタリング領域は主門脈に限られず、例えば、上大静脈、下大静脈、肺静脈、鎖骨下静脈、大腿静脈に設定してもよい。
　上記実施の形態は例示であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、請求の範囲に記載した発明の趣旨を逸脱しない範囲でさまざまな実施の形態が可能である。実施の形態や変形例で記載した構成要素は自由に組み合わせることが可能である。また、請求の範囲に記載した発明と均等な発明も本発明に含まれる。加えて、請求の範囲に記載した発明の構成要素は、上記実施の形態に記載した構成要素と同一名称であるとしても、上記実施の形態に記載した構成要素そのものに限定されず、適宜変形、応用が可能である。
　以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
　実施例１では、主門脈に静脈位相のスキャンタイミングを被検者毎に個別化するＤＢＴ法を適用して術前ＣＴアンギオグラフィー（CT-Angiography：ＣＴＡ）を実施することで、胃結腸静脈幹、中結腸静脈、下腸間膜静脈の造影効果を向上させ、ＣＴ画像における静脈の高精度化を実現できるかどうかを検証した。比較例として固定遅延時間法を用いて術前ＣＴＡを実施した。検証対象は、大腸癌のために術前ＣＴＡを受ける患者６８名である。これらの患者をＤＢＴ群（ｎ＝３５）と固定遅延時間群（ｎ＝３３）との２群に分けた。
　ＤＢＴ法及び固定遅延時間法の手順は、それぞれ図９に示すとおりである。具体的に説明すると、まず、医療従事者が静脈カテーテルを上腕静脈から挿入し、造影剤を注入した。次に、Ｘ線ＣＴ装置のボーラストラッキングプロトコルを用いて動脈位相の撮影開始タイミングを決定した。具体的には、横隔膜ドームの位置で低線量モニタリングスキャンを行い、腹部大動脈の関心領域（Region of Interest：ＲＯＩ）が閾値２５０ＨＵに到達した時点で動脈位相のＣＴ画像を取得した。次に、ＤＢＴ群では、肝門部レベルで低線量モニタリングスキャンを１．５秒間隔で行い、主門脈のＲＯＩｓが２５０ＨＵに到達した時点で静脈位相のＣＴ画像を取得した。他方、固定遅延時間群では、動脈位相のＣＴ画像を取得した時点から遅延時間２５秒で静脈位相のＣＴ画像を取得した。Ｘ線ＣＴ装置としては８０列ＣＴシステム（キヤノンメディカルシステムズ株式会社製）を用いた。
　ＣＴシステムにより得られた全てのＣＴ画像は、腹部用の再構成関数を用いた逐次近似応用再構成によって３断面（アキシャル、コロナル、サジタル）、２．０ｍｍスライス厚さで再構成され、ワークステーションにおいて３Ｄボリュームレンダリングが実行されたものである。
　低線量モニタリングにおける被ばく線量の推定値としてはＣＴＤＩＶＯｌ（CT Dose Index）及びＤＬＰ（Dose Length Product）を用いた。ＣＴＤＩＶＯｌ及びは、シングルスキャンで得られる線量プロファイルの線積分線量をＸ線ビーム幅で除した値である。ＤＬＰは、ヘリカルスキャンを長さＬの撮像範囲で行った場合において、ＣＴＤＩＶＯｌと撮像範囲の長さＬとの積である。いずれのパラメータもＸ線ＣＴ装置に接続され、スキャンデータが自動的に報告されるＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）から取得した。
　ＣＴ画像の定量的評価は盲検化された読影者が行った。図１０に示すように主門脈（Main Portal Vein：ＭＰＶ）、胃結腸静脈（Gastro Colic Trunk：ＧＣＴ）、中結腸静脈（Middle Colic Vein：ＭＣＶ）、下腸間膜静脈（Inferior Mesenteric Vein：ＩＭＶ）の血管起始部にＲＯＩ（～１０ｍｍ２）、臍部高さの脊椎起立筋にＲＯＩ（大きさ～５ｃｍ２）を設定し、平均ＣＴ値を計測した。計測した平均ＣＴ値に基づいてコントラスト対雑音比（Contrast-to-Noise Ratio：ＣＮＲ）及び信号対雑音比（Signal-to-Noise Ratio：ＳＮＲ）を算出した。ＣＮＲ及びＳＮＲは以下の式で表される。
　　ＣＮＲＲＯＩ＝（ＲＯＩＲＯＩ－ＲＯＩｍｕｓｃｌｅ）／ＳＤｆａｔ
　　ＳＮＲＲＯＩ＝ＲＯＩＲＯＩ／ＳＤｆａｔ
　ここで、ＲＯＩｍｕｓｃｌｅは、脊椎起立筋の平均減衰であり、ＳＤｆａｔは、前腹壁の均一な腹壁脂肪におけるピクセル値の標準偏差である。
　取得した各データには統計処理を施した。性別差の検定ではカイ２乗検定、患者特性及び放射線量推定値比較ではＳｔｕｄｅｎｔ－ｔ検定を用いた。また、２群間の量的データの比較では、Ｍａｎｎ－Ｗｈｉｔｎｅｙ’ｓ　Ｕ　ｔｅｓｔを用いた。Ｐ値は両側であり、Ｐ＜０．０１が統計的に有意な差を示すと定義した。
　以下に実験結果を示す。患者特性における年齢、身長、体重及びＢＭＩについては、図１１に示すように２群間で有意な差はなかった。ＤＢＴ群におけるモニタリングスキャンの平均回数は３回（範囲：１～６回）であった。ＤＢＴ群における動脈位相から静脈位相までの平均遅延時間は、図１２に示すように幅広く分布しており、平均で２４．０±２．１秒（範囲：２０．４～２７．６秒）であった。また、低線量モニタリングの平均ＣＴＤＩＶＯｌは７．７±３．０ｍＧｙであり、ＤＬＰは１５．５±６．０ｍＧｙ・ｃｍであった。
　各群における主門脈、胃結腸静脈、中結腸静脈及び下腸間膜静脈の血管起始部の平均ＣＴ値は図１３に示すとおりである。全ての門脈枝の平均ＣＴ値はＤＢＴ群の方が高く、固定遅延時間法と比較して静脈の造影効果が向上していることが判明した。２群間の差が最も大きかったのは下腸管膜静脈であった。また、ＣＮＲＲＯＩ及びＳＮＲＲＯＩのいずれについてもＤＢＴ群の方が有意に高かった。
（実施例２）
　実施例２では、実施例１と同様にＤＢＴ法及び固定遅延時間法のそれぞれを用いて被検者の大腸を撮影するＣＴＡを実施し、次いで、２人の盲検化された外科医がＣＴＡにより得られた３次元ＣＴ画像に対して以下の５段階評価で画質スコアリングを実施した。
　　１　診断不能；胃結腸静脈幹が描出されていない
　　２　不良；胃結腸静脈幹の根部のみが描出されている
　　３　中等；胃結腸静脈幹の遠位部が描出されている
　　４　良好；胃結腸静脈幹の末梢枝が描出されている
　　５　優；胃結腸静脈幹の末梢枝が明瞭に描出されている
　以下、図１４Ａ、Ｂ及び図１５Ａ、Ｂを参照して評価結果を示す。図１４Ａ、Ｂは、観察者Ａによる評価結果を、図１５Ａ、Ｂは、観察者Ｂによる評価結果を示す。図１４Ａ、１５Ａのグラフは、ＤＢＴ法及び固定遅延時間法のそれぞれにおけるスコア毎の画像数を示し、図１４Ｂ、１５Ｂのグラフは、スコアの平均値を示す。これらのグラフから理解できるように、観察者Ａ、Ｂのいずれにおいても、ＤＢＴ法は固定遅延時間法と比較して診断不能又は不良と評価されたケースが少なく、胃結腸静脈幹の末梢枝が描出又は明瞭に描出と評価されたケースが多かった。以上から、ＤＢＴ法は固定遅延時間法よりも静脈を明瞭に撮影できることが確認できた。
　本出願は、２０２２年１２月１４日に出願された日本国特許出願２０２２－１９９３７７号に基づくものであり、その明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書を含むものである。上記日本国特許出願における開示は、その全体が本明細書中に参照として含まれる。
　本発明のＸ線ＣＴ装置、撮像方法及びプログラムは、ＣＴアンギオグラフィーにおいて被検者毎に静脈を明瞭に撮影できるため、有用である。
１　　　　Ｘ線ＣＴ装置
２　　　　ガントリ
３　　　　寝台
４　　　　コントローラ
２１　　　Ｘ線源
２２　　　Ｘ線検出器
２３　　　回転リング
１００　　処理ユニット
１１０　　操作部
１２０　　表示部
１３０　　通信部
１４０　　記憶部
１４１　　スキャン条件記憶部
１４２　　モニタリング条件記憶部
１４３　　画像データ記憶部
１５０　　制御部
１５１　　画像再構成部
１５２　　領域設定部
１５３　　モニタリングスキャン部
１５４　　メインスキャン部
１５５　　出力部

Claims (7)

  1. 　造影剤が投与された被検者に向けてＸ線源からＸ線を照射し、前記被検者を透過したＸ線をＸ線検出器で検出することにより前記被検者のＣＴ画像を撮像するＸ線ＣＴ装置であって、
    　前記被検者に対して監視対象の静脈のＣＴ値を取得する領域である静脈モニタリング領域と、前記被検者の診断対象となる領域である診断領域と、を設定する領域設定部と、
    　前記監視対象の動脈に造影剤が存在するタイミングで前記診断領域のＣＴ画像を撮像するメインスキャン部と、
    　前記メインスキャン部による前記診断領域のＣＴ画像の撮像が終了した後に、前記Ｘ線源から前記被検者に向けて繰り返しＸ線を照射することで得られる前記静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であるかどうかを監視するモニタリングスキャン部と、を備え、
    　前記メインスキャン部は、前記モニタリングスキャン部により前記静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であると判定された場合に前記診断領域のＣＴ画像を撮像する、
    　Ｘ線ＣＴ装置。
  2. 　前記モニタリングスキャン部は、前記Ｘ線源から前記静脈モニタリング領域に向けて低線量Ｘ線を繰り返し照射させ、
    　前記メインスキャン部は、前記Ｘ線源から前記診断領域に向けて前記低線量Ｘ線よりも線量が高い高線量Ｘ線を照射させる、
    　請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
  3. 　前記領域設定部は、前記被検者に対して前記監視対象の動脈のＣＴ値を取得する領域である動脈モニタリング領域を設定し、
    　前記モニタリングスキャン部は、前記Ｘ線源から前記被検者に向けて繰り返しＸ線を照射することで得られる前記動脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第２の閾値以上であるかどうかを監視し、
    　前記メインスキャン部は、前記モニタリングスキャン部により前記動脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第２の閾値以上であると判定された場合に前記診断領域のＣＴ画像を撮像し、
    　前記静脈モニタリング領域に対するＸ線照射の周期は、前記動脈モニタリング領域に対するＸ線照射の周期よりも長く設定されている、
    　請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置。
  4. 　前記領域設定部は、前記静脈モニタリング領域を前記被検者の主門脈に設定し、前記診断領域を前記被検者の大腸を含むように設定する、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載のＸ線ＣＴ装置。
  5. 　前記モニタリングスキャン部は、前記メインスキャン部による前記診断領域のＣＴ画像の撮像が終了した時点から休止時間が経過した後に前記静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であるかどうかを監視する、
    　請求項１から４のいずれか１項記載のＸ線ＣＴ装置。
  6. 　造影剤が投与された被検者に向けてＸ線源からＸ線を照射し、前記被検者を透過したＸ線をＸ線検出器で検出することにより前記被検者のＣＴ画像を撮像する撮像方法であって、
    　前記被検者に対して監視対象の静脈のＣＴ値を取得する領域である静脈モニタリング領域と、前記被検者の診断対象となる領域である診断領域と、を設定するステップと、
    　前記監視対象の動脈に造影剤が存在するタイミングで前記診断領域のＣＴ画像を撮像するステップと、
    　前記診断領域のＣＴ画像の撮像が終了した後に、前記Ｘ線源から前記被検者に向けて繰り返しＸ線を照射することで得られる前記静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であるかどうかを監視するステップと、
    　前記静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であると判定された場合に前記診断領域のＣＴ画像を撮像するステップと、
    　を含む撮像方法。
  7. 　造影剤が投与された被検者に向けてＸ線源からＸ線を照射し、前記被検者を透過したＸ線をＸ線検出器で検出することにより前記被検者のＣＴ画像を撮像するためのプログラムであって、
    　コンピュータを、
    　前記被検者に対して監視対象の静脈のＣＴ値を取得する領域である静脈モニタリング領域と、前記被検者の診断対象となる領域である診断領域と、を設定する領域設定手段、
    　前記監視対象の動脈に造影剤が存在するタイミングで前記診断領域のＣＴ画像を撮像するメインスキャン手段、
    　前記メインスキャン手段による前記診断領域のＣＴ画像の撮像が終了した後に、前記Ｘ線源から前記被検者に向けて繰り返しＸ線を照射することで得られる前記静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であるかどうかを監視するモニタリングスキャン手段、
    　として機能させるためのプログラムであって、
    　前記メインスキャン手段は、前記モニタリングスキャン手段により前記静脈モニタリング領域におけるＣＴ値が第１の閾値以上であると判定された場合に前記診断領域のＣＴ画像を撮像する、
    　プログラム。
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