JP2009028065A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線ＣＴ装置において、複数の検査が一連の心電同期撮影でまとめて行われる場合に、被検体への被ばく量を抑えながら各検査で必要な投影データを効率よく収集して、必要な画像を再構成する。
【解決手段】関心領域内の画像のＣＴ値を経時的に算出し、算出したＣＴ値が所定の閾値を超えていない間は、投影データから画像が再構成される際の再構成方式をハーフ再構成とし、一方、算出したＣＴ値が所定の閾値を超えている間は、再構成方式をセグメント再構成とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、被検体にＸ線を曝射して投影データを収集し、収集した投影データから画像を再構成するＸ線ＣＴ装置に関し、特に、心臓の心拍周期と同期して撮影を行う心電同期撮影に関する。

従来、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置は、被検体にＸ線を曝射し、被検体を透過したＸ線を検出することによって投影データを収集し、収集した投影データから画像を再構成する。かかるＸ線ＣＴ装置を用いた検査では、撮影対象となる臓器や血管の明確な画像を撮影するために造影剤が用いられる場合が多い。造影剤は血流によって時間とともに臓器や血管から流出してしまうため、造影剤を用いる場合には、撮影対象へＸ線を曝射するタイミングが重要となる。

そこで、たとえば、特許文献１では、連続的に得られる画像に設定された関心領域におけるＣＴ値を順次計測し、その経時的変化に基づいて、撮影条件（管電流や、撮影の開始タイミング、終了タイミングなど）を制御する技術が開示されている。

また、近年では、Ｘ線ＣＴ装置を用いた心臓の検査が一般的に行われている。Ｘ線ＣＴ装置で心臓を撮影する場合には、前述した造影剤が用いられるとともに、心臓の心拍周期と同期して撮影を行う心電同期撮影が行われる。心電同期撮影では、心電計を用いて心臓の心拍周期が検出され、検出された心拍周期ごとに特定の位相範囲で投影データが収集される。このとき、被検体への被ばく量を抑えるため、Ｘ線の曝射は心拍周期ごとに断続的に行われる

そして、Ｘ線ＣＴ装置を用いた心臓の検査では、検査の目的や対象となる部位によって、さまざまな種類がある。たとえば、心筋パーフュージョン（Myocardial Perfusion）は、心筋の血流を調べる検査であり、ＣＴＡ（CT Angiography）は、冠動脈の狭窄などを調べる検査であり、ＣＦＡ（Cardiac Function Analysis）は、心臓全体の機能（心機能）を調べる検査である。

このように、Ｘ線ＣＴ装置を用いた心臓の検査には複数の種類があり、それぞれ検査の目的や対象となる部位がそれぞれ異なっているため、前述したＸ線の曝射タイミングや、画像を再構成する際に必要となる投影データの位相範囲、さらには、検査で求められる画像の時間分解能も、検査の種類ごとに異なっている。

ここで、時間分解能とは、画像に含まれる時間的な要素であり、投影データから画像を再構成する際の時間分解能を向上する（短くする）ことによって、動きの影響が少ない画像を得ることができる。この時間分解能を向上するための再構成方式としては、ハーフ再構成やセグメント再構成などがある。

ハーフ再構成は、Ｘ線管が１８０度＋α（αはファン角度）の範囲を回転する間に収集された投影データを用いて画像を再構成する方式であり、３６０度範囲の投影データから画像を再構成する場合（フル再構成）と比較した場合、時間分解能を約１／２にすることができる。

一方、セグメント再構成は、所定の数の心拍分の投影データから同一断面および同一位相の投影データを抽出し、抽出した複数の投影データを合成して１８０度＋αの範囲の投影データとしたのちに、ハーフ再構成を行う手法である。このセグメント再構成は、利用する心拍数をｎとすると、３６０度範囲の投影データから画像を再構成する場合と比較して時間分解能を約（１８０＋α）／ｎにすることができ、ハーフ再構成よりもさらに時間分解能を向上することができる。なお、一回のセグメント再構成で用いられる投影データのセットを、以下では投影データセットと呼ぶ。

そして、検査ごとに、最適なＸ線の曝射タイミングや投影データの位相範囲、時間分解能を考えると、たとえば、心筋パーフュージョンは、検査目的としては心筋の血流が確認できればよく、対象部位は心筋である。そのため、心筋パーフュージョンでは、Ｘ線の曝射タイミングは特に限られず、投影データは特定の位相範囲のものがあればよい。また、対象部位の心筋は血管などと比べると大きな構造を有する器官であるため、時間分解能はそれほど求められない。

また、ＣＴＡは、検査目的としては冠動脈の狭窄などを確認することであり、対象部位は血管である。そのため、ＣＴＡでは、Ｘ線の曝射タイミングは造影剤の濃度ができるだけ高いタイミングがよく、投影データは特定の位相範囲のものがあればよい。また、血管は非常に細かい器官であるため高い時間分解能が求められる。

また、ＣＦＡは、検査目的としては心機能を調べることであり、対象部位は心臓全体である。そのため、ＣＦＡでは、Ｘ線の曝射タイミングは造影剤の濃度ができるだけ高いタイミングがよく、投影データは心拍周期における全位相範囲が必要となる。また、心臓全体という大きな器官であるため、時間分解能はそれほど求められない。

このように、検査で求められる画像を撮影するために必要となるＸ線の曝射タイミングや、画像を再構成する際に必要となる投影データの位相範囲、時間分解能は、検査の種類ごとに異なっている。そのため、通常は、検査のつどその種類に応じた撮影が行われる。

特開２００４−１１３７７９号公報

しかしながら、実際には、被検体である患者の負担を考慮して、上述した複数の検査が一連の心電同期撮影でまとめて行われる場合も多い。その場合には、操作者は、一連の心電同期撮影のなかで、検査の種類に応じて、造影剤の濃度を確認しながら最適なタイミングをはかりつつ、必要な位相範囲で心臓にＸ線を曝射し、さらに、要求にあった再構成方式で投影データから画像を再構成するようにＸ線ＣＴ装置を操作する必要がある。従来、この操作は手動で行われてきたが、非常に煩雑なものとなっていた。

そのため、複数の検査が一連の心電同期撮影でまとめて行われる場合に、いかにして、被検体への被ばく量を抑えながら各検査で必要な投影データを効率よく収集して、必要な画像を再構成するかが大きな課題となっている。

この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、複数の検査が一連の心電同期撮影でまとめて行われる場合に、被検体への被ばく量を抑えながら各検査で必要な投影データを効率よく収集して、必要な画像を再構成することができるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、心電情報を収集すると共に、Ｘ線を曝射して投影データを収集し、収集した心電情報および投影データに基づいて画像を再構成するＸ線ＣＴ装置であって、関心領域内の造影剤の濃度を経時的に求める濃度算出手段と、前記濃度算出手段により求められた濃度に基づいて、前記画像の再構成に係る再構成条件を変更する再構成条件変更手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項１０記載の本発明は、心電情報を収集すると共に、Ｘ線を曝射して投影データを収集し、収集した心電情報および投影データに基づいて画像を再構成するＸ線ＣＴ装置であって、関心領域内の造影剤の濃度を経時的に求める濃度算出手段と、前記濃度算出手段により求められた濃度に基づいて、前記Ｘ線の照射量を前記心電情報に同期するか、非同期とするかを切替えるＸ線制御手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項１および１０記載の本発明によれば、複数の検査が一連の心電同期撮影でまとめて行われる場合に、被検体への被ばく量を抑えながら各検査で必要な投影データを効率よく収集して、必要な画像を再構成することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明に係るＸ線ＣＴ装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、ここで説明するＸ線ＣＴ装置は、一般的なＸ線ＣＴ装置と同じく被検体のさまざまな部位の画像を撮影することが可能であるが、ここでは、造影剤を用いて心電同期撮影を行う場合を中心に説明する。また、ここでは、一連の心電同期撮影で心筋パーフュージョン、ＣＴＡ、ＣＦＡのうち２つ以上の検査がまとめて行われる場合を想定して説明する。

まず、本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置による心電同期撮影の概念について説明する。図１は、本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置による心電同期撮影の概念を説明するための説明図である。同図は、造影剤注入後に再構成された画像におけるＣＴ値の経時的変化と、Ｘ線の曝射タイミングとを示している。同図において、ＴＤＣは、ＣＴ値の経時的変化を表しており、Ｐ１１〜Ｐ１８は、それぞれＸ線の曝射タイミングを示しており、横幅がＸ線の曝射期間を、高さがＸ線の曝射線量を表している。

同図に示すように、本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置は、心電計から出力される心電信号（同図に示す「Ｒ波」）に基づいて被検体の心臓の心拍周期を検出し、検出した心拍周期ごとに特定の位相範囲で心臓にＸ線を曝射して投影データを収集し、収集した投影データから画像を再構成する。

そして、このＸ線ＣＴ装置は、心臓に注入された造影剤の濃度を示す指標値として関心領域内の画像のＣＴ値を経時的に算出し、算出したＣＴ値に基づいて、投影データから画像が再構成される際の再構成方式を変更する点に主な特徴がある。

具体的には、Ｘ線ＣＴ装置は、同図に示すように、あらかじめ設定された関心領域内の画像のＣＴ値を算出し、算出したＣＴ値が所定の閾値を超えていない間は、投影データから画像が再構成される際の再構成方式をハーフ再構成（同図に示す「ＨＡＬＦ−ＥＧＲ」）とし、一方、算出したＣＴ値が所定の閾値を超えている間は、再構成方式をセグメント再構成（同図に示す「ＳＥＧＭＥＮＴ−ＥＧＲ」）とする。

すなわち、本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置では、関心領域内の造影剤の濃度が低いタイミングでは、特定の位相範囲で投影データが収集され、収集された投影データからハーフ再構成で画像が再構成される。この画像は、Ｘ線の曝射タイミングが特に限られず、特定の位相範囲の投影データがあればよく、また、時間分解能がそれほど求められない心筋パーフュージョンに適している。

一方、関心領域内の造影剤の濃度が高いタイミングでは、特定の位相範囲で投影データが収集され、収集された投影データからセグメント再構成で画像が再構成される。この画像は、造影剤の濃度ができるだけ高いタイミングでＸ線が曝射されることが求められ、特定の位相範囲の投影データがあればよく、また、高い時間分解能が求められるＣＴＡに適している。

このような特徴により、本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置では、複数の検査（心筋パーフュージョンおよびＣＴＡ）が一連の心電同期撮影でまとめて行われる場合に、被検体への被ばく量を抑えながら各検査で必要な投影データを効率よく収集して、必要な画像を再構成することができるようにしている。

次に、本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置の構成について説明する。図２は、本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、このＸ線ＣＴ装置は、架台装置１０と、寝台装置２０と、コンソール装置３０とを備える。

架台装置１０は、被検体ＰにＸ線を曝射して投影データを収集する装置であり、高電圧発生部１１と、Ｘ線管１２と、Ｘ線検出器１３と、データ収集部１４と、回転フレーム１５と、架台駆動部１６と、心電計１７とを有する。

高電圧発生部１１は、Ｘ線管１２に高電圧を供給する装置であり、Ｘ線管１２は、高電圧発生部１１により供給される高電圧によりＸ線を発生する真空管である。Ｘ線検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する検出器であり、データ収集部１４は、Ｘ線検出器１３により検出されたＸ線を用いて投影データを生成する装置である。

回転フレーム１５は、高速でかつ連続的に回転する円環状のフレームであり、Ｘ線管１２とＸ線検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向するように支持している。架台駆動部１６は、回転フレーム１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線管１２およびＸ線検出器１３を旋回させる駆動装置である。心電計１７は、被検体Ｐに取り付けられた電極を介して、被検体Ｐの心臓から生じる微弱な電流を検出し、検出した電流に基づいて心電信号を出力する装置である。

寝台装置２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、天板２２と、寝台駆動装置２１とを有する。天板２２は、撮影時に被検体Ｐが載置される板であり、寝台駆動装置２１は、天板２２をスライス方向へ移動する装置である。

コンソール装置３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置の操作を受け付けるとともに、架台装置１０画像によって収集された投影データから画像を再構成する装置であり、入力装置３１と、表示装置３２と、スキャン制御部３３と、前処理部３４と、投影データ記憶部３５と、画像再構成処理部３６と、画像記憶部３７と、ＣＴ値算出部３８と、システム制御部３９とを有する。

入力装置３１は、マウスやキーボードなど、操作者がＸ線ＣＴ装置に対する指示の入力に用いる装置であり、表示装置３２は、後述する画像記憶部３７により記憶された画像などを表示する装置である。スキャン制御部３３は、後述するシステム制御部３９による制御のもと、システム制御部３９から指示された撮影条件に基づいて高電圧発生部１１、データ収集部１４、架台駆動部１６および寝台駆動装置２１を駆動することによって、被検体Ｐの心臓にＸ線を曝射して、投影データを収集する処理部である。

前処理部３４は、データ収集部１４により生成された投影データに対して感度補正などの前処理を行う処理部であり、投影データ記憶部３５は、前処理部３４により前処理された投影データを記憶する記憶部である。

画像再構成処理部３６は、後述するシステム制御部３９による制御のもと、システム制御部３９から指示された再構成条件に基づいて、投影データ記憶部３５により記憶された投影データから画像を再構成する処理部である。この画像再構成処理部３６は、少なくともハーフ再構成およびセグメント再構成で画像を再構成する機能を備えており、システム制御部３９により指示された再構成条件に基づいて、ハーフ再構成とセグメント再構成との間で再構成方式を変更する。なお、ここでは、セグメント再構成によって画像が再構成される際に利用される心拍数は、操作者によってあらかじめ設定されていることとする。

画像記憶部３７は、画像再構成処理部３６により再構成された画像を記憶する記憶部である。ＣＴ値算出部３８は、画像記憶部３７により記憶された画像に基づいて、関心領域内のＣＴ値を算出する処理部である。具体的には、このＣＴ値算出部３８は、画像再構成処理部３６によって画像が再構成されると、その都度、再構成された画像を画像記憶部３７から読み出し、読み出した画像ごとに、あらかじめ設定されている関心領域内のＣＴ値を算出して、システム制御部３９に順次通知する。なお、ＣＴ値を算出する関心領域は、あらかじめ操作者が手動で設定するようにしてもよいし、再構成された画像から自動的に心臓領域を検出して設定するようにしてもよい。

システム制御部３９は、架台装置１０、寝台装置２０およびコンソール装置３０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置の全体制御を行う処理部である。たとえば、このシステム制御部３９は、心電同期撮影が行われる場合には、入力装置３１を用いて入力された操作者からの指示、および、心電計１７から出力される心電信号に基づいて、スキャン制御部３３を制御して投影データを収集するとともに、ＣＴ値算出部３８から送られる通知に基づいて、画像再構成処理部３６を制御して投影データから画像を再構成する。

具体的には、システム制御部３９は、被検体Ｐに造影剤が注入されて、操作者から撮影開始指示を受け付けると、まず、スキャン制御部３３を制御して、被検体Ｐの心臓がスキャン位置に達するまで天板２２を移動する。天板２２がスキャン位置まで移動すると、システム制御部３９は、心電計１７から出力される心電信号のＲ波の周期に基づいて心拍周期を検出し、スキャン制御部３３を制御して、検出した心拍周期ごとに特定の位相範囲で被検体Ｐの心臓にＸ線を曝射し、投影データを収集する。

このとき、システム制御部３９は、スキャン制御部３３に対して撮影条件を指示する。この撮影条件には、高電圧発生部１１からＸ線管１２に供給される管電圧／管電流や、Ｘ線の曝射タイミング、Ｘ線の曝射期間などが含まれる。なお、ここでは、管電圧／管電流、Ｘ線の曝射期間は、操作者によってあらかじめ設定されていることとする。また、Ｘ線の曝射タイミングは、心拍周期および、操作者によってあらかじめ設定された位相範囲に基づいて、自動的に設定されることとする。

投影データを収集するとともに、システム制御部３９は、ＣＴ値算出部３８から順次通知されるＣＴ値を入力し、入力したＣＴ値の経時的変化に基づいて、画像再構成処理部３６を制御して、投影データから画像を再構成する。

このとき、システム制御部３９は、画像再構成処理部３６に対して再構成条件を指示する。この再構成条件には、投影データから画像が再構成される際の再構成方式が含まれる。そして、再構成条件を指示する際には、システム制御部３９は、ＣＴ値算出部３８から入力したＣＴ値が所定の閾値を超えているか否かを判別し、超えている場合には、画像再構成処理部３６に対して指示する再構成条件の再構成方式をセグメント再構成とする。一方、入力したＣＴ値が所定の閾値を越えていない場合には、システム制御部３９は、画像再構成処理部３６に対して指示する再構成方式をハーフ再構成とする。

これにより、ＣＴ値算出部３８によって算出されたＣＴ値が所定の閾値を超えていない間は、投影データから画像が再構成される際の再構成方式がハーフ再構成となり、一方、ＣＴ値が所定の閾値を超えている間は、再構成方式がセグメント再構成となる。なお、ここで用いられる所定の閾値は、絶対ＣＴ値、相対ＣＴ値、または、ＣＴ値の変化率を基準として、操作者によってあらかじめ設定されていることとする。

そして、システム制御部３９は、操作者から撮影終了指示を受け付けると、システム制御部３９を制御して、Ｘ線の曝射および回転フレーム１５の回転を停止するとともに、架台装置１０の外部にある所定の位置まで天板２２を移動する。

次に、本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置の処理手順について説明する。図３は、本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、このＸ線ＣＴ装置では、コンソール装置３０が操作者からの撮影開始指示を受け付けると（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、寝台装置２０が、被検体Ｐの心臓がスキャン位置に達するまで天板２２を移動する（ステップＳ１０２）。

続いて、架台装置１０が、心拍周期ごとの特定位相範囲で被検体Ｐの心臓にＸ線を曝射し（ステップＳ１０３）、コンソール装置３０が、投影データから画像を再構成し（ステップＳ１０４）、再構成した画像に基づいて、関心領域内のＣＴ値を算出する（ステップＳ１０５）。

そして、コンソール装置３０は、ＣＴ値が所定の閾値を超えていた場合には（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、画像を再構成する際の再構成方式をセグメント再構成に変更し（ステップＳ１０７）、一方、入力したＣＴ値が所定の閾値を越えていない場合には（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、再構成方式をハーフ再構成に変更する（ステップＳ１０８）。

その後、コンソール装置３０は、操作者から撮影終了指示を受け付けるまでは、ステップＳ１０３〜Ｓ１０８までの処理を繰り返す（ステップＳ１０９，Ｎｏ）。そして、操作者から撮影終了指示を受け付けた場合には（ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、Ｘ線の曝射を休止し（ステップＳ１１０）、続いて、寝台装置２０が、架台装置１０の外部にある所定の位置まで天板２２を移動する（ステップＳ１１１）。

なお、ここでは、操作者によって撮影開始および撮影終了が指示されることとしたが、たとえば、ＣＴ値に基づいて、撮影が自動的に開始および終了されてもよい。

上述してきたように、本実施例１では、ＣＴ値算出部３８が、関心領域内のＣＴ値を経時的に算出し、システム制御部３９が、ＣＴ値算出部３８により算出されたＣＴ値が所定の閾値を超えているか否かに基づいて、時間分解能が変化するように、ハーフ再構成とセグメント再構成との間で再構成方式を変更するので、複数の検査が一連の心電同期撮影でまとめて行われる場合に、被検体への被ばく量を抑えながら各検査で必要な投影データを効率よく収集して、必要な画像を再構成することができる。

具体的には、本実施例１では、造影剤の濃度が低いタイミングでは、特定の位相範囲で投影データが収集されて、ハーフ再構成で画像が再構成され、一方、造影剤の濃度が高いタイミングでは、特定の位相範囲で投影データが収集されて、セグメント再構成で画像が再構成されるので、心筋パーフュージョンおよびＣＴＡに適した画像を得ることができる。

ところで、上記実施例１では、関心領域内のＣＴ値が所定の閾値を超えている間は、再構成方式をセグメント再構成とし、ＣＴ値が所定の閾値を超えていない間は、再構成方式をハーフ再構成とする場合について説明したが、たとえば、再構成方式をセグメント再構成に変更した後に、セグメント再構成に利用される所定の心拍数分の投影データセットから画像が再構成された時点で、再構成方式をハーフ再構成に戻すようにしてもよい。そこで、以下では、このようにした場合を実施例３として説明する。

図４は、本実施例２に係るＸ線ＣＴ装置による心電同期撮影の概念を説明するための説明図である。同図に示すように、本実施例２に係るＸ線ＣＴ装置では、コンソール装置３０のシステム制御部３９は、ＣＴ値算出部３８から入力したＣＴ値が所定の閾値を超えているか否かを判別した際に、ＣＴ値が閾値を超えている場合には、画像再構成処理部３６に対して、再構成方式をセグメント再構成とした再構成条件を指示するとともに、セグメント再構成において利用される所定の心拍数分の投影データのセット（同図に示すＰ２３およびＰ２４で収集された投影データのセット）から画像を再構成した時点で、再構成方式をハーフ再構成に戻すよう指示する。なお、ここでは、セグメント再構成によって画像が再構成される際に利用される心拍数（同図の例では、心拍数は２）は、あらかじめ操作者によって設定されていることとする。

このように、本実施例２では、システム制御部３９が、関心領域内のＣＴ値が所定の閾値を超えた後に、セグメント再構成において利用される心拍数分の投影データセットのみについて再構成方式をセグメント再構成とするので、セグメント再構成が用いられる時間を最低限とすることができる。セグメント再構成は、複数心拍分の投影データを必要とするため、ハーフ再構成と比べた場合、画像が得られるまでに時間がかかる。そのため、セグメント再構成が用いられる時間が最低限になれば、全体の撮影にかかる時間も短くなり、その結果、被検体Ｐの被ばく量を抑えることができるようになる。

また、実施例１では、撮影条件に含まれるＸ線の曝射期間が操作者によってあらかじめ設定されている場合について説明したが、たとえば、ＣＴ値が所定の閾値を超えている場合に、Ｘ線の曝射期間を所定の大きさまで広げるようにしてもよい。そこで、以下では、このようにした場合を実施例３として説明する。

図５は、本実施例３に係るＸ線ＣＴ装置による心電同期撮影の概念を説明するための説明図である。同図に示すように、本実施例３に係るＸ線ＣＴ装置では、コンソール装置３０のシステム制御部３９は、ＣＴ値算出部３８から入力したＣＴ値が所定の閾値を超えているか否かを判別した際に、ＣＴ値が閾値を超えている場合には、スキャン制御部３３に対して、Ｘ線の曝射期間を所定の大きさまで広げるように撮影条件を指示する（同図に示すＰ３４を参照）。

ここで、Ｘ線の曝射期間を広げる所定の大きさは、操作者によってあらかじめ設定されることとする。たとえば、システム制御部３９は、位相範囲の大きさを表す単位として、あるＲ波から次のＲ波までの範囲を０％〜１００％として定義した場合に、通常、６５％〜８５％であるのに対して、位相範囲の大きさが０％〜９９％や、５０％〜１００％となるように撮影条件を変更する。

これにより、たとえば、同図に示すように、Ｐ３４のタイミングで照射されるＸ線の曝射期間を心拍周期の全位相が含まれる大きさに広げれば、その期間の曝射によって収集された投影データには心拍周期の全位相が含まれるようになるため、どの位相の画像でも再構成することができるようになる。なお、同図においては、Ｐ３４のタイミングで収集された投影データからハーフ再構成で画像を再構成する場合を示している。

このように、本実施例３では、システム制御部３９が、関心領域内のＣＴ値が所定の閾値を超えている場合に、Ｘ線の曝射期間を所定の大きさまで広げるように撮影条件を指示するので、心筋パーフュージョンに加えて、心拍周期の全位相範囲で投影データを収集する必要があるＣＦＡに適した画像も一連の心電同期撮影で得ることができるようになる。

また、実施例３では、関心領域内のＣＴ値が所定の閾値を超えている間は、Ｘ線の曝射期間を所定の大きさまで広げる場合について説明したが、たとえば、ＣＴ値が所定の閾値を超えている場合に、曝射期間を所定の大きさまで広げたうえで、所定の心拍数だけＸ線を連続曝射するようにしてもよい。そこで、以下では、このようにした場合を実施例４として説明する。

図６は、本実施例４に係るＸ線ＣＴ装置による心電同期撮影の概念を説明するための説明図である。同図に示すように、本実施例４に係るＸ線ＣＴ装置では、コンソール装置３０のシステム制御部３９は、ＣＴ算出測部３８から入力したＣＴ値が所定の閾値を超えているか否かを判別した際に、ＣＴ値が閾値を超えている場合には、スキャン制御部３３に対して、所定の心拍数（同図の例では、心拍数は２）だけＸ線の曝射期間を所定の大きさまで広げるように撮影条件を指示する（同図に示すＰ４３を参照）。

これにより、たとえば、同図に示すように、Ｐ４３のタイミングで照射されるＸ線の曝射期間を、心拍周期の全位相が含まれる大きさに広げたうえで、セグメント再構成で利用される心拍数だけＸ線を連続曝射すれば、その期間の曝射によって収集された投影データには心拍周期の全位相が含まれるようになるため、どの位相の画像でも再構成することができるようになり、かつ、その期間の曝射によって収集された投影データを用いて、セグメント再構成を行うことができるようになる。

このように、本実施例４では、システム制御部３９が、関心領域内のＣＴ値が所定の閾値を超えている場合に、曝射期間を所定の大きさまで広げたうえで、所定の心拍数だけＸ線を連続曝射するように撮影条件を指示するので、心筋パーフュージョンやＣＴＡに加えて、心拍周期の全位相範囲で投影データを収集する必要があるＣＦＡに適した画像も一連の心電同期撮影で得ることができるようになる。

また、これまでに説明した実施例１〜４では、高電圧発生部１１からＸ線管１２に供給される管電流が操作者によってあらかじめ設定されている場合について説明したが、たとえば、関心領域内のＣＴ値が所定の閾値を超えている間は、管電流を所定の値まで強めるようにしてもよい。高電圧発生部１１から供給される管電流を強めることによって、Ｘ線管１２から発生されるＸ線の線量が大きくなり、その結果、より明確に撮影対象が映し出された画像を得ることができるようになる。

そこで、以下では、このようにした場合を実施例５として説明する。図７〜１０は、本実施例５に係るＸ線ＣＴ装置による心電同期撮影の概念を説明するための説明図（１）〜（４）であり、それぞれ、実施例１〜４で説明した心電同期撮影において、ＣＴ値が所定の閾値を越えている間は管電流を所定の値まで強めるようにした場合を示している。

図７に示すように、この場合、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置では、コンソール装置３０のシステム制御部３９は、関心領域内のＣＴ値が所定の閾値を越えている間は、画像再構成処理部３６に対して、再構成方式をセグメント再構成とした再構成条件を指示するとともに、スキャン制御部３３に対して、管電流を所定の値まで強めるように撮影条件を指示する（同図に示すＰ１４およびＰ１５を参照）。

これにより、造影剤の濃度が高いタイミングでは、強いＸ線が曝射されて投影データが収集され、収集された投影データからハーフ再構成で画像が再構成される。この画像は、Ｘ線を強めずに撮影された画像に比べて、より明確に撮影対象の部位（たとえば、冠動脈など）が映し出されたものとなるので、よりＣＴＡに適した画像を得ることができるようになる。

また、図８に示すように、この場合、実施例２に係るＸ線ＣＴ装置では、コンソール装置３０のシステム制御部３９は、関心領域内のＣＴ値が閾値を超えている場合には、画像再構成処理部３６に対して、再構成方式をセグメント再構成とした再構成条件を指示するとともに、セグメント再構成において利用される所定の心拍数分の投影データのセット（同図に示すＰ２３およびＰ２４で収集された投影データのセット）から画像を再構成した時点で、再構成方式をハーフ再構成に戻すよう指示し、さらに、スキャン制御部３３に対して、管電流を所定の値まで強めるように撮影条件を指示するとともに、所定の心拍数分のＸ線を照射した時点で、管電流を元の強さに戻すよう指示する（同図に示すＰ２３およびＰ２４を参照）。

これにより、セグメント再構成が用いられる時間が最低限になるとともに、より明確に撮影対象の部位（たとえば、冠動脈など）が映し出された画像が得られるので、被検体Ｐの被ばく量を抑えながら、よりＣＴＡに適した画像を得ることができるようになる。

また、図９に示すように、この場合、実施例３に係るＸ線ＣＴ装置では、コンソール装置３０のシステム制御部３９は、関心領域内のＣＴ値が閾値を超えている場合には、スキャン制御部３３に対して、Ｘ線の曝射期間を所定の大きさまで広げるように、かつ、管電流を所定の値まで強めるように撮影条件を指示する（同図に示すＰ３４を参照）。

これにより、広い位相範囲で収集された投影データから再構成された画像が、Ｘ線を強めずに撮影された画像に比べて、より明確に撮影対象の部位が映し出されたものとなるので、よりＣＦＡに適した画像を得ることができるようになる。

なお、同図においては、説明を分かりやすくするために、Ｐ３５のタイミングで曝射されるＸ線の線量をＰ３１〜Ｐ３３などのタイミングで曝射されるＸ線の線量と同じ大きさで示しているが、Ｘ線管１２のフィラメントの温度はすぐには低下しないため、実際には、Ｐ３４のタイミングに続くＰ３５のタイミングで曝射されるＸ線の線量は、Ｐ３１〜Ｐ３３のタイミングで曝射されるＸ線の線量よりも大きくなる。

また、図１０に示すように、この場合、実施例４に係るＸ線ＣＴ装置では、コンソール装置３０のシステム制御部３９は、関心領域内のＣＴ値が閾値を超えている場合には、スキャン制御部３３に対して、所定の心拍数（同図の例では、心拍数は２）だけＸ線の曝射期間を所定の大きさまで広げるように、かつ、管電流を所定の値まで強めるように撮影条件を指示する（同図に示すＰ４３を参照）。

これにより、複数の心拍周期で、かつ、広い位相範囲で収集された投影データから再構成された画像が、Ｘ線を強めずに撮影された画像に比べて、より明確に撮影対象の部位が映し出されたものとなるので、よりＣＴＡおよびＣＦＡに適した画像を得ることができるようになる。

以上のように、本実施例５では、造影剤の濃度が高いタイミングでは、曝射されるＸ線の線量が大きくなり、かつ、セグメント再構成で画像が再構成されたり、Ｘ線の曝射期間が広げられたりするので、各検査で必要な投影データをさらに効率よく収集して、必要な画像を再構成することができるようになる。

なお、上記で説明した各実施例では、関心領域内のＣＴ値が所定の閾値を超えているか否かを判別し、その判別結果に基づいて、再構成方式や、Ｘ線の曝射期間、Ｘ線の曝射線量を自動的に切り替える場合について説明したが、操作者の判断で再構成方式や、Ｘ線の曝射期間、Ｘ線の曝射線量を変更するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を、Ｘ線ＣＴ装置が備えるようにしてもよい。

その場合には、たとえば、システム制御部３９が、図１で示したＴＤＣやＰ１１〜Ｐ１８のような、関心領域内のＣＴ値の経時的変化とＸ線の曝射タイミングとを表すグラフィックを表示装置３２に表示し、さらに、表示したグラフィックに対する操作をマウスやキーボードなどの入力装置３１を介して受け付け、受け付けた操作に基づいて、スキャン制御部３３に撮影条件を指示したり、画像再構成処理部３６に再構成条件を指示したりして、再構成方式や、Ｘ線の曝射期間、Ｘ線の曝射線量を変更する。

また、上記で説明した各実施例では、一連の心電同期撮影において、心筋パーフュージョン、ＣＴＡ、ＣＦＡのうち２つ以上の検査がまとめて行われる場合を想定して説明したが、本発明はこれに限られるわけではなく、他の種類の検査が行われる場合でも同様に適用することができる。

以上のように、本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、心電同期撮影において有用であり、特に、一連の撮影で複数の検査がまとめて行われる場合に適している。

本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置による心電同期撮影の概念を説明するための説明図である。 本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す機能ブロック図である。 本実施例１に係るＸ線ＣＴ装置の処理手順を示すフローチャートである。 本実施例２に係るＸ線ＣＴ装置による心電同期撮影の概念を説明するための説明図である。 本実施例３に係るＸ線ＣＴ装置による心電同期撮影の概念を説明するための説明図である。 本実施例４に係るＸ線ＣＴ装置による心電同期撮影の概念を説明するための説明図である。 本実施例５に係るＸ線ＣＴ装置による心電同期撮影の概念を説明するための説明図（１）である。 本実施例５に係るＸ線ＣＴ装置による心電同期撮影の概念を説明するための説明図（２）である。 本実施例５に係るＸ線ＣＴ装置による心電同期撮影の概念を説明するための説明図（３）である。 本実施例５に係るＸ線ＣＴ装置による心電同期撮影の概念を説明するための説明図（４）である。

符号の説明

１０ 架台装置
１１ 高電圧発生部
１２ Ｘ線管
１３ Ｘ線検出器
１４ データ収集部
１５ 回転フレーム
１６ 架台駆動部
１７ 心電計
２０ 寝台装置
２１ 寝台駆動装置
２２ 天板
３０ コンソール装置
３１ 入力装置
３２ 表示装置
３３ スキャン制御部
３４ 前処理部
３５ 投影データ記憶部
３６ 画像再構成処理部
３７ 画像記憶部
３８ ＣＴ値算出部
３９ システム制御部

Claims (10)

1. 心電情報を収集すると共に、Ｘ線を曝射して投影データを収集し、収集した心電情報および投影データに基づいて画像を再構成するＸ線ＣＴ装置であって、
   関心領域内の造影剤の濃度を経時的に求める濃度算出手段と、
   前記濃度算出手段により求められた濃度に基づいて、前記画像の再構成に係る再構成条件を変更する再構成条件変更手段と、
   を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 前記濃度算出手段により求められた濃度に基づいて、前記Ｘ線の曝射に係る撮影条件を変更する撮影条件変更手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記再構成条件変更手段は、前記濃度算出手段により求められた濃度に基づいて、再構成される画像の時間分解能が変化するように、前記再構成条件に含まれる再構成方式を変更することを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記撮影条件変更手段は、前記濃度算出手段により求められた濃度に基づいて、前記Ｘ線の曝射期間が変化するように前記撮影条件を変更することを特徴とする請求項２または３に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記撮影条件変更手段は、前記濃度算出手段により求められた濃度に基づいて、前記Ｘ線の曝射線量が変化するように前記撮影条件を変更することを特徴とする請求項２、３または４に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記濃度算出手段は、前記関心領域内の画像のＣＴ値を前記濃度の指標値として算出する請求項１〜５のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 前記再構成条件変更手段は、前記濃度が所定の閾値を超えているか否かに基づいて、前記再構成条件を変更し、
   前記撮影条件変更手段は、前記濃度が前記所定の閾値を超えているか否かに基づいて、前記撮影条件を変更することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 前記所定の閾値は、絶対ＣＴ値、相対ＣＴ値、または、ＣＴ値の変化率を基準として定義された閾値であることを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
9. 前記濃度算出手段により算出された濃度の経時的な変化を示す情報と、前記再構成条件を示す情報と、前記撮影条件を示す情報とをそれぞれ表示する条件情報表示手段と、
   前記条件情報表示手段により表示された各情報の変更に係る指示を受け付ける条件変更指示受付手段とをさらに備え、
   前記再構成条件変更手段は、前記条件変更指示受付手段により受け付けられた指示に基づいて前記再構成条件を変更し、
   前記撮影条件変更手段は、前記条件変更指示受付手段により受け付けられた指示に基づいて前記撮影条件を変更することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
10. 心電情報を収集すると共に、Ｘ線を曝射して投影データを収集し、収集した心電情報および投影データに基づいて画像を再構成するＸ線ＣＴ装置であって、
    関心領域内の造影剤の濃度を経時的に求める濃度算出手段と、
    前記濃度算出手段により求められた濃度に基づいて、前記Ｘ線の照射量を前記心電情報に同期するか、非同期とするかを切替えるＸ線制御手段と、
    を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。

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