Ｘ線ＣＴ装置及び造影撮影方法
【課題】 適切なタイミングで撮影切替え及び注入切替を自動で行い、良好な画質を得るとともに造影剤注入量を低減させることが可能なＸ線ＣＴ装置及び造影撮影方法を提供する。
【解決手段】 本撮影の前に撮影切替判定用領域Ｄ１の監視撮影を行う。システム制御装置１２６は監視撮影により得た画像データに基づき、撮影切替判定用領域Ｄ１に造影剤が到達したか否かを判定し、本撮影への撮影切替タイミングを決定する。また、監視撮影によって実測したデータに基づき、生理食塩水が撮影切替判定用領域Ｄ１に到達するのに要する時間（計算生食到達時間Ｔ２）を推定し、これに基づいて造影剤から生理食塩水へ注入を切替る時刻ｔＢを求め、注入切替時刻ｔＢに到達すると、自動的に造影剤から生理食塩水へ注入切替を行う。
【解決手段】 本撮影の前に撮影切替判定用領域Ｄ１の監視撮影を行う。システム制御装置１２６は監視撮影により得た画像データに基づき、撮影切替判定用領域Ｄ１に造影剤が到達したか否かを判定し、本撮影への撮影切替タイミングを決定する。また、監視撮影によって実測したデータに基づき、生理食塩水が撮影切替判定用領域Ｄ１に到達するのに要する時間（計算生食到達時間Ｔ２）を推定し、これに基づいて造影剤から生理食塩水へ注入を切替る時刻ｔＢを求め、注入切替時刻ｔＢに到達すると、自動的に造影剤から生理食塩水へ注入切替を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置における造影撮影の制御に関し、特に、造影剤及び生理食塩水の注入切替え制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置を用いた検査では、診断に適切な陰影を持った画像を得るために、被検体に造影剤を注入しながら撮影を行う造影ＣＴ検査が行われている。この造影ＣＴ検査では、造影剤注入装置（インジェクタ）を用いて造影剤を被検体に注入する。注入された造影剤は血流にのって全身に運ばれ、撮影部位に到達すると、Ｘ線ＣＴ装置による撮影が開始される。撮影部位へ到達したか否かは、例えば、特許文献１に記載されるように、本撮影の前に造影剤が注入された被検体の関心領域における造影剤濃度の変化を監視するための監視撮影により判断される。特許文献１では、監視撮影により関心領域における造影剤の濃度（ＣＴ値）が所定の閾値を超えると、造影剤が撮影部位に到達したと判断して監視撮影を中止し、本撮影へ自動で切り替える技術が開示されている。
【０００３】
ところで上述の造影ＣＴ検査では、造影剤の注入量を低減するために、造影剤注入後に生理食塩水を注入し、「後押し」をすることで、注入した造影剤を有効に使用するようにしている。例えば、特許文献２では、造影剤注入量シリンジと生理食塩水注入用シリンジの２つの注入ヘッドを搭載し、操作者の入力するトリガ信号に従って造影剤注入から生理食塩水注入への切り替えを行う注入装置について記載されている。これにより進行中の造影剤注入をより早いタイミングで停止し、生理食塩水の注入に切り替えることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６４１８５号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００７／０９７４２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１では、造影剤注入停止のタイミングを制御するのみで、生理食塩水への切り替えのタイミングに関しては配慮されていない。また、上述の特許文献２では、造影剤から生理食塩水へ切り替えるトリガ信号は、操作者の手動操作によって与えるものであった。そのため、操作者が切替の際に適切なタイミングを考慮する必要があり、操作者の作業負担は大きいものであった。また、造影剤や生理食塩水の注入速度や注入に要する時間への配慮もなされていないため、これらの影響も考慮して、より適切なタイミングで撮影切替や注入切替を簡単に行えることが望ましい。また造影ＣＴ検査は、通常、両手を挙手した状態で行うため、鎖骨下静脈の狭窄が起こりやすく、造影剤が停留しやすい。造影剤が停留すると、撮影タイミングによっては腕頭静脈から鎖骨下静脈付近で造影剤によるアーチファクトが発生するという問題もあった。
【０００６】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、適切なタイミングで撮影切替え及び注入切替を自動で行い、良好な画質を得るとともに造影剤注入量を低減させることが可能なＸ線ＣＴ装置及び造影撮影方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するために第１の発明は、被検体に造影剤及び生理食塩水を注入する注入手段を具備するＸ線ＣＴ装置であって、前記造影剤が注入される被検体を監視撮影し、前記被検体の監視画像データを時系列に取得する監視撮影手段と、前記監視画像データに含まれる撮影切替判定用領域の画素値の大きさに基づいて、前記監視撮影から本撮影への撮影切替タイミングを決定する撮影切替手段と、前記撮影切替判定用領域または前記監視画像データに含まれる別の監視領域の画素値の大きさに基づいて、前記造影剤から前記生理食塩水への注入切替タイミングを決定する注入切替手段と、を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【０００８】
また、第２の発明は、被検体に造影剤及び生理食塩水を注入しながら撮影を行う造影撮影方法であって、前記造影剤が注入される被検体を監視撮影し、前記被検体の監視画像データを時系列に取得し、前記監視画像データに含まれる撮影切替判定用領域の画素値の大きさに基づいて、前記監視撮影から本撮影への撮影切替タイミングを決定し、前記撮影切替判定用領域または前記監視画像データに含まれる別の監視領域の画素値の大きさに基づいて、前記造影剤から前記生理食塩水への注入切替タイミングを決定することを特徴とする造影撮影方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、適切なタイミングで撮影切替え及び注入切替を自動で行い、良好な画質を得るとともに造影剤注入量を低減させることが可能なＸ線ＣＴ装置及び造影撮影方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】Ｘ線ＣＴ装置１及び注入装置２の構成図
【図２】第１の実施の形態の造影撮影処理の流れを説明するフローチャート
【図３】第１の実施の形態において、撮影切替判定用領域のＣＴ値が撮影切替判定用閾値に到達した時点までのＴＤＣ（Ｔｉｍｅ−Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｃｕｒｖｅ）
【図４】第１の実施の形態の造影撮影処理の結果を表すＴＤＣ
【図５】造影剤を右腕静脈に注射した場合の造影剤の流れを示す図
【図６】撮影切替判定用領域Ｄ１及び注入切替判定用領域Ｄ２の一例を示す図
【図７】第２の実施の形態の造影撮影処理の流れを説明するフローチャート
【図８】第２の実施の形態において注入切替判定用領域Ｄ２のＣＴ値が注入切替判定用閾値に到達した時点までのＴＤＣ
【図９】第２の実施の形態において撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値に到達した時点までのＴＤＣ
【図１０】第２の実施の形態の造影撮影処理の結果を表すＴＤＣ
【図１１】撮影切替判定用領域Ｄ１及び造影剤除去領域Ｄ３の一例を示す図
【図１２】第３の実施の形態の造影撮影処理の流れを説明するフローチャート
【図１３】第３の実施の形態の造影撮影処理において、撮影切替に要する時間（想定待ち時間）Ｔｗａｉｔよりも計算生食到達時間Ｔ５が長い場合の処理を説明するフローチャート
【図１４】第３の実施の形態の造影撮影処理において、計算生食到達時間Ｔ５よりも撮影切替に要する時間（想定待ち時間）Ｔｗａｉｔが長い場合の処理を説明するフローチャート
【図１５】第３の実施の形態において、造影剤除去領域Ｄ３のＣＴ値が造影剤到達判定用閾値Ｐ３に到達した時点でのＴＤＣ
【図１６】第３の実施の形態の造影撮影処理において、計算生食到達時間Ｔ５が撮影切替に要する時間（想定待ち時間）Ｔｗａｉｔよりも長い場合の撮影切替及び注入切替タイミングについて説明する図
【図１７】第３の実施の形態の造影撮影処理において、撮影切替に要する時間（想定待ち時間）Ｔｗａｉｔが計算生食到達時間Ｔ５よりも長い場合の撮影切替及び注入切替タイミングについて説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
【００１２】
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の構成について説明する。
【００１３】
図１に示すように、本発明のＸ線ＣＴ装置１は、造影剤を注入する注入装置２と接続されている。
Ｘ線ＣＴ装置１は、スキャナ１００と、寝台１０５と、操作卓１２０とを備える。注入装置２は、操作部２００と、ヘッド部２１０とを備える。
【００１４】
Ｘ線ＣＴ装置１のスキャナ１００は、Ｘ線管１０１、Ｘ線制御装置１１０、回転板１０２、コリメータ１０３、開口部１０４、Ｘ線検出器１０６、データ収集装置１０７、寝台制御装置１０９、及びガントリ制御装置１０８を備える。
操作卓１２０は、操作装置１２１、操作卓制御装置１２２、記憶装置１２３、表示装置１２４、画像演算装置１２５、及びシステム制御装置１２６を備える。
【００１５】
Ｘ線管１０１はＸ線源であり、Ｘ線制御装置１１０により制御されて被検体に対してＸ線を連続的または断続的に照射する。Ｘ線制御装置１１０は、システム制御装置１２６により決定されたＸ線管電圧及びＸ線管電流に従って、Ｘ線管１０１に印加または供給するＸ線管電圧及びＸ線管電流を制御する。
【００１６】
コリメータ１０３は、Ｘ線管１０１から放射されたＸ線を、例えばコーンビーム（円錐形または角錐形ビーム）等のＸ線として被検体に照射させるものであり、開口幅は図示しないコリメータ制御装置により制御される。被検体を透過したＸ線はＸ線検出器１０６に入射する。
【００１７】
Ｘ線検出器１０６は、例えばシンチレータとフォトダイオードの組み合わせによって構成されるＸ線検出素子群をチャネル方向（周回方向）に例えば１０００個程度、列方向（体軸方向）に例えば１〜３２０個程度配列したものであり、被検体を介してＸ線管１０１に対向するように配置される。Ｘ線検出器１０６はＸ線管１０１から放射されて被検体を透過したＸ線を検出し、検出した透過Ｘ線データをデータ収集装置１０７に出力する。
【００１８】
データ収集装置１０７は、Ｘ線検出器１０６に接続され、Ｘ線検出器１０６の個々のＸ線検出素子により検出される透過Ｘ線量を収集し、ディジタルデータに変換し、投影データとしてシステム制御装置１２６に順次出力する。
【００１９】
回転板１０２には、Ｘ線管１０１、コリメータ１０３、Ｘ線検出器１０６、データ収集装置１０７が搭載される。回転板１０２は、ガントリ制御装置１０８によって制御される回転板駆動装置から、駆動伝達系を通じて伝達される駆動力によって回転される。
【００２０】
寝台１０５は、被検体が載置される天板、上下動装置、及び天板駆動装置から構成され、寝台制御装置１０９に接続される。寝台制御装置１０９は、上下動装置を制御して寝台１０５の高さを適切なものにする。また、天板駆動装置を制御して天板を体軸方向に前後動したり、体軸と垂直方向であって、かつ天板に平行な方向（左右方向）に移動したりする。これにより、被検体がスキャナ１００のＸ線照射空間に搬入及び搬出される。
【００２１】
操作卓１２０の操作装置１２１は、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置、及び各種スイッチボタン等により構成され、操作者によって入力される各種の指示や情報を操作卓制御装置１２２に出力する。操作者は、表示装置１２４及び操作装置１２１を使用して対話的にＸ線ＣＴ装置１を操作する。操作装置１２１を介して、被検体氏名、検査日時、本撮影条件、監視撮影条件、薬液注入条件等が入力される。
【００２２】
操作卓１２０の操作卓制御装置１２２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等により構成され、操作装置１２１、表示装置１２４、及び記憶装置１２３の各部を制御する。また、操作卓制御装置１２２は、システム制御装置１２６及び画像演算装置１２５に接続される。
操作卓制御装置１２２は、操作者が入力装置１２１を用いて入力した内容を画像演算装置１２５及びシステム制御装置１２６に送信する。また、画像演算装置１２５で作成された画像データを取得し、表示装置１２４に表示する。
また、操作卓制御装置１２２は、監視撮影により得た監視画像データを取得し、取得した監視画像データに設定されている監視対象領域（例えば、撮影切替判定用領域等）のＣＴ値を求める。求められたＣＴ値は、システム制御装置１２６へ送られて、所定の閾値（例えば、撮影切替判定用閾値）と比較される。
【００２３】
システム制御装置１２６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成される。システム制御装置１２６は、スキャナ１００内のＸ線制御装置１１０、寝台制御装置１０９、ガントリ制御装置１０８を制御する。また、システム制御装置１２６は、操作卓制御装置１２２に接続され、操作卓制御装置１２２からの入力信号に従って各種処理を実行し、処理結果に基づいて制御信号を生成して、スキャナ１００内のＸ線制御装置１１０、寝台制御装置１０９、ガントリ制御装置１０８の各部を制御する。
【００２４】
また、システム制御装置１２６は、監視画像データにおける撮影切替判定用領域のＣＴ値を操作卓制御装置１２２から受け取り、このＣＴ値の大きさに基づいて撮影切替判定用領域に造影剤が到達したか否かを判断する。ＣＴ値が撮影切替判定用閾値以上となり、造影剤が到達していると判断されれば、監視撮影から本撮影へ切り替える。また、システム制御装置１２６は、造影剤注入から、撮影切替判定用領域へ到達するまでの時間（実造影剤到達時間Ｔ１）を算出し、実造影剤到達時間Ｔ１に基づいて生理食塩水が撮影切替判定用領域へ到達するまでの時間（計算生食到達時間Ｔ２）を算出する。更に、本撮影条件から想定される本撮影の終了時刻（想定本撮影終了時刻ｔｅｎｄ）を求め、想定本撮影終了時刻ｔｅｎｄから、計算生食到達時間Ｔ２だけ遡った時刻に生理食塩水の注入が開始されるように、注入切替指示時刻ｔＢを算出する。注入切替指示時刻ｔＢになると、システム制御装置１２６は、生理食塩水への切替指示を注入装置２に送信する。
【００２５】
記憶装置１２３は、ハードディスク等により構成されるものであり、システム制御装置１２６に接続される。設定された撮影条件や、データ収集装置１０７で収集したデータおよび画像演算装置１２５で作成されたＣＴ画像の画像データ等を記憶する。
画像演算装置１２５は、データ収集装置１０７から出力された計測データに対して、対数変換、感度補正等の前処理を施し、前処理された投影データを用いて被検体の断層像を再構成する。画像演算装置１２５により再構成された断層像は、記憶装置１２３に記憶されるとともに操作卓制御装置１２２へ送られ、表示装置１２４に表示される。
表示装置１２４は、液晶パネル、ＣＲＴモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成され、操作卓制御装置１２２に接続される。表示装置１２４は画像演算装置１２５から出力される再構成画像、並びに操作卓制御装置４０１が取り扱う種々の情報を表示する。
【００２６】
注入装置２は、操作部２００と、ヘッド部２１０とを備える。
操作部２００は操作入力装置２０１を備える。
操作入力装置２０１は、操作者が造影剤や生理食塩水の注入条件等を入力する装置である。
ヘッド部２１０は注入制御装置２１１と薬液注入装置２１２を備える。
注入制御装置２１１は操作入力装置２０１に入力された条件に基づいて薬液注入装置２１２を制御するとともに、Ｘ線ＣＴ装置１の操作卓１２０のシステム制御装置１２６と通信を行うための装置である。
薬液注入装置２１２は被検体へ造影剤及び生理食塩水を注入する装置であり、造影剤、生理食塩水を充填するための各シリンダーを有している。注入制御装置２１１は、操作入力部２０１から受けた注入条件に従ってヘッド部２１０を制御する。ヘッド部２１０は、予め設定された造影条件（造影剤の注入量、注入圧（注入速度）等）に従って、空気圧、モータ、又は油圧などの動力を用いて、シリンダー内の造影剤や生理食塩水を被検体に注入する。
【００２７】
次に、図２〜図４を参照して、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の動作について説明する。
【００２８】
第１の実施の形態では、
（ｉ）造影剤注入直後に監視撮影を開始し、撮影切替指示時刻ｔＡは、造影剤が撮影切替判定用領域（撮影を切り替えるタイミングを判定するために監視する領域。本撮影の関心領域と同一領域としてもよい。）に到達した時刻とする。
（ｉｉ）注入切替指示時刻ｔＢは、想定本撮影終了時刻ｔｅｎｄから計算生食到達時間Ｔ２を減算した時刻とする。
すなわち、本撮影の撮影中は造影剤が撮影切替判定用領域に存在し、本撮影終了前に生理食塩水の注入を開始するという薬液注入手順とする。
【００２９】
Ｘ線ＣＴ装置１のシステム制御装置１２６は、図２のフローチャートに示す手順で造影撮影処理を実行する。すなわち、システム制御装置１２６は、記憶装置１２３から造影撮影処理に関するプログラム及びデータを読み出し、このプログラム及びデータに基づいて処理を実行する。
なお、システム制御装置１２６は、造影剤の注入開始や撮影切替指示時刻等の各処理段階で時刻を監視しつつ、撮影切替判定用領域のＣＴ値を監視するものとする。
【００３０】
造影撮影処理では、まず撮影の準備が行われる。すなわち、被検体の撮影位置決め、監視撮影条件、本撮影条件、本撮影開始条件等の各種条件設定が行われる（ステップＳ１０１、ステップＳ１０２）。
例えば、監視撮影条件、本撮影条件、本撮影開始条件は、操作卓１２０の操作装置１２１にて入力される。また、造影剤注入速度等の薬液注入に関する条件は注入装置２の操作入力装置２０１にて入力されるようにすればよい。入力された各条件は、記憶装置１２３に記憶される。
【００３１】
ここで、監視撮影条件とは、監視する部位（撮影切替判定用領域Ｄ１）、管電流、管電圧等のＸ線条件、コリメータ条件、画像再構成条件等である。
また、薬液注入条件とは造影剤の種類や、造影剤、生理食塩水の注入速度、最大注入時間等である。なお、本実施の形態では、注入速度は定速であるものとして説明する。
また、本撮影条件とは、撮影範囲、関心領域、管電流、管電圧、寝台移動速度、画質指標、画像再構成条件等である。
本撮影開始条件とは、どのタイミングで監視撮影から本撮影へ切り替えるかを決定するための判定条件である。例えば、第１の実施の形態では、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値の大きさに関する閾値等が設定される。以下、本撮影開始条件として設定される閾値を撮影切替判定用閾値と呼ぶ。
撮影切替判定用領域は、操作者により設定される（ステップＳ１０３）。
第１の実施の形態では、撮影切替判定用領域Ｄ１は本撮影の対象となる関心領域と同じでよい。
【００３２】
ステップＳ１０１〜ステップＳ１０３において、撮影の準備操作が行われ、操作者により造影剤注入の指示が入力されると、システム制御装置１２６は、注入装置２に対して造影剤注入指示を送信する。注入装置２はステップＳ１０２で設定された注入条件に従って、まず造影剤注入を開始する（ステップＳ１０４）。このとき、システム制御装置１２６は、造影剤注入指示を送信した時刻を計時し、造影剤注入開始時刻ｔ１（図３参照）としてＲＡＭに保持する。
【００３３】
造影剤注入が開始されると、次にシステム制御装置１２６は、監視撮影の開始指示をスキャナ１００に送信する。監視撮影はステップＳ１０３で設定された撮影切替判定用領域Ｄ１に対して行われる。システム制御装置１２６は、監視撮影開始指示を送信した時刻を計時し、監視撮影開始時刻ｔ２（図３参照）としてＲＡＭに保持する。
【００３４】
スキャナ１００は、監視撮影の開始指示に応答して、撮影切替判定用領域Ｄ１の監視撮影を開始する（ステップＳ１０５）。
監視撮影において、スキャナ１００は監視撮影条件に従って撮影切替判定用領域Ｄ１を含む体軸方向位置に対しＸ線を照射し、Ｘ線検出器１０６にて検出し、データ収集装置１０７により収集した計測データを操作卓１２０の画像演算装置１２５に出力する。画像演算装置１２５は、スキャナ１００から入力された計測データに基づいて撮影切替判定用領域Ｄ１を含む断層像を再構成する。ここで、監視撮影によって再構成された断層像を監視画像データと呼ぶ（ステップＳ１０６）。監視画像データは、時系列に順次再構成され、操作卓制御装置１２２へ送出される。
【００３５】
操作卓制御装置１２２は、生成された各監視画像データから、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値を時系列に順次取得し、システム制御装置１２６へ出力する（ステップＳ１０７）。システム制御装置１２６は、取得した撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値に達したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。なお、ステップＳ１０８の判定処理では、撮影切替判定用領域Ｄ１に該当する複数の画素のＣＴ値の和、平均値、または中央値等を算出し、撮影切替判定用閾値と比較するようにすればよい。
【００３６】
撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値（ＣＴ値の和、平均値、及び中央値等を含む）が撮影切替判定用閾値以下の場合は、造影剤がいまだ関心領域（撮影切替判定用領域Ｄ１）に到達していないと判定し、監視撮影を継続する（ステップＳ１０８；Ｎｏ→ステップＳ１０７）。
一方、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値を上回ると、システム制御装置１２６は、造影剤が撮影切替判定用領域Ｄ１に到達したと判断して、本撮影への撮影切替指示をスキャナ１００に送信する（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ→ステップＳ１０９）。システム制御装置１２６は、撮影切替指示を送信した時刻を計時し、撮影切替指示時刻ｔＡ（図３参照）としてＲＡＭに保持する。
スキャナ１００は、本撮影条件に従って本撮影を開始する。
【００３７】
なお、実際には、撮影切替指示を送信後、実際に撮影が切り替わるのにある程度の想定待ち時間（Ｔｗａｉｔ；図３参照）が想定される。すなわち、本撮影の開始時刻ｔＡ’は、撮影切替指示時刻ｔＡ＋想定待ち時間Ｔｗａｉｔである。
【００３８】
図３のＴＤＣ（Ｔｉｍｅ−Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｃｕｒｖｅ）を参照して、ステップＳ１０４の造影剤注入開始からステップＳ１０９の造影剤到達までの撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値の時間変化について説明する。
図３に示すように、時刻ｔ１に造影剤の注入が開始され、その後、時刻ｔ２に監視撮影が開始される。造影剤は血流にのって運ばれる。撮影切替判定用領域Ｄ１は、造影剤到達前は低いＣＴ値を示し、造影剤が到達するに従って高いＣＴ値を示すこととなる。そして、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値に到達すると、システム制御装置１２６は、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値に到達する時刻を計時し、撮影切替指示を送信するとともに当該時刻を撮影切替指示時刻ｔＡとしてＲＡＭに保持する。
【００３９】
図２の説明に戻る。
撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値に到達し、本撮影への撮影切替指示がスキャナ１００に送信されると、スキャナ１００は本撮影を開始する。
一方、本撮影と平行し、システム制御装置１２６は、造影剤から生理食塩水への注入切替時刻ｔＢを算出する処理を開始する。
【００４０】
まず、システム制御装置１２６は、監視撮影で得たデータ（監視画像データ及び時刻データ）に基づき、実造影剤到達時間Ｔ１を算出する（ステップＳ１１０）。実造影剤到達時間Ｔ１とは、造影剤注入開始時刻ｔ１から造影剤が撮影切替判定用領域に到達する時刻（撮影切替指示時刻ｔＡ）までの時間である。すなわち、実造影剤到達時間Ｔ１は、式（１）から求められる。
【００４１】
実造影剤到達時間Ｔ１＝撮影切替指示時刻ｔＡ−造影剤注入開始時刻ｔ１・・・（１）
【００４２】
次にシステム制御装置１２６は、実造影剤到達時間Ｔ１に基づいて、生理食塩水への注入切替時刻ｔＢを求める。システム制御装置１２６は、まず、ステップＳ１１０で算出した実造影剤到達時間Ｔ１に基づいて、生理食塩水が注入されてから撮影切替判定用領域Ｄ１へ到達するまでに要する時間を予測する。生理食塩水が注入されてから撮影切替判定用領域Ｄ１へ到達するまでに要する時間を以下、計算生食到達時間Ｔ２と呼ぶ（ステップＳ１１１）。
【００４３】
計算生食到達時間Ｔ２は、実造影剤注入時間Ｔ１、造影剤と生理食塩水との注入速度比、及び換算係数から求められる。
換算係数とは、生理食塩水と造影剤との血管内の流れやすさの違いを補正するための係数であり、造影剤によって異なる。生理食塩水と造影剤との血管内の流れやすさの違いは、血管内における圧力損失（血管内部と流体との摩擦抵抗）の違いや粘度の違い等に起因するものである。なお、換算係数は０より大きく１より小さい値を用いるものとする。
計算生食到達時間Ｔ２は以下の式（２）により求められる。
【００４４】
計算生食到達時間Ｔ２ ＝実造影剤注入時間Ｔ１×｛生理食塩水注入速度／造影剤注入速度｝×換算係数 ・・・（２）
ただし、０＜換算係数＜１とする。
【００４５】
計算生食到達時間Ｔ２が算出されると、システム制御装置１２６は、造影剤を生理食塩水に切り替える時刻（注入切替指示時刻ｔＢ）を求める（ステップＳ１１２）。
造影剤を生理食塩水に切替える時刻（注入切替指示時刻ｔＢ）は、次式（３）に示すように、想定本撮影終了時刻ｔｅｎｄから上述の計算生食到達時間Ｔ２だけ遡った時刻とする。
【００４６】
注入切替指示時刻ｔＢ ＝想定本撮影終了時刻ｔｅｎｄ−計算生食到達時間Ｔ２・・（３）
【００４７】
図４に示すように、想定本撮影終了時刻ｔｅｎｄは、撮影切替に要する想定待ち時間Ｔｗａｉｔと、本撮影条件から求められる本撮影の時間（想定本撮影時間）と、撮影切替指示時刻ｔＡから求められる。なお、図４において、時刻ｔＡ’は、実際に本撮影が開始される時刻（本撮影開始時刻）である。
【００４８】
注入切替指示時刻ｔＢを算出すると、システム制御装置１２６は現在時刻ｔが注入切替指示時刻ｔＢになるのを待機する（ステップＳ１１３；Ｎｏ）。現在時刻ｔが注入切替指示時刻ｔＢに到達すると（現在時刻ｔ＝注入切替指示時刻ｔＢ、ステップＳ１１３のＹｅｓ）、システム制御装置１２６は注入切替信号を注入装置２の注入制御装置２１１へ送信する（ステップＳ１１４）。
注入装置２の注入制御装置２１１は注入する薬液を生理食塩水へ切り替える。
注入された生理食塩水は血流にのって運ばれ、想定本撮影終了時刻ｔｅｎｄに撮影切替判定領域Ｄ１に到達する。本撮影終了後、撮影切替判定領域Ｄ１に存在した造影剤は生理食塩水に押され、排出される。
【００４９】
以上説明したように、第１の実施の形態では、監視画像データに含まれる撮影切替判定用領域Ｄ１の画素値に基づき、本撮影への撮影切替タイミングを決定するとともに、監視撮影によって実測したデータに基づき、造影剤から生理食塩水への注入切替時刻ｔＢを求め、注入切替時刻ｔＢに到達すると、自動的に造影剤から生理食塩水へ注入切替を行う。
そのため、適切なタイミングで本撮影を行うことができ、かつ適切なタイミングで造影剤から生理食塩水へ切り替えることができ、造影剤注入量を低減させることが可能となる。また。操作者は撮影切替操作や薬液注入の切替操作を手動で行う必要がないため、撮影時の監視負担、作業負担が軽減する。
【００５０】
また、撮影切替判定用領域Ｄ１を本撮影の関心領域とした場合、本撮影中は造影剤が関心領域に存在するが、本撮影終了時に直ちに生理食塩水が関心領域に到達するため、造影剤が速やかに排出される。そのため、本撮影開始から本撮影終了までは造影剤を確実に維持でき、必要な造影効果を得ることができる。例えば、撮影時間の長い検査で、撮影切替とともに生理食塩水への注入切替を行ってしまうと、生理食塩水の到達が撮影終了よりも早くなり、造影剤が撮影終了よりも早く排出されてしまうこともあるが、本実施の形態では、生理食塩水が関心領域（撮影切替判定用領域Ｄ１）に到達する時間（計算生食到達時間Ｔ２）を、実際に計測した実造影剤到達時間Ｔ１に基づいて予測し、想定本撮影終了時刻ｔｅｎｄから遡って注入切替指示を送信するため、タイミングよく造影剤を排出開始させることができる。
また、造影剤の到達に要した時間を実測し、これに基づいて生理食塩水の到達時間を予測するため、どのような撮影部位、造影剤の種類にも対応でき、また個人差や疾患による造影剤の流れの差にも柔軟に対応した切替制御を行える。
【００５１】
［第２の実施の形態］
次に、図５〜図１０を参照して、第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１について説明する。
第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の構成は、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１と同一であるため重複する説明を省略し、同一の各部には同一の符号を付して説明する。
【００５２】
第１の実施の形態では、撮影切替判定用領域Ｄ１を監視撮影し、監視撮影により得たデータに基づいて、撮影切替及び造影剤の注入切替を行ったが、第２の実施の形態では、監視撮影の対象領域として、撮影切替判定用領域（図６のＤ１）とは別に注入切替判定用領域（図６のＤ２）を設定し、注入切替判定用領域Ｄ２の監視により得たデータに基づいて造影剤から生理食塩水への切り替えタイミングを決定し、撮影切替判定用領域Ｄ１の監視により得たデータに基づいて監視撮影から本撮影への切り替えを行う。
【００５３】
まず図５を参照して造影剤を右腕静脈に注入した場合の造影剤の流れについて説明する。
注入された造影剤は右鎖骨下静脈へ向かい（Ｙ１）、上大静脈から右心房へ流入する（Ｙ２）。その後、造影剤は右心房から右心室に流れ、右心室から肺動脈管へ流出され（Ｙ３）、肺を経て、左心房へ流入する。そして、造影剤は左心房から左心室に流れ、上行大動脈に流出し、大動脈弓部へ流れる（Ｙ４）。その後、下行大動脈へ流れ（Ｙ５）、全身へ流れる。全身から戻ってくると、下大静脈を流れ、右心房に流入する（Ｙ６）。
第２の実施の形態では、注入切替判定用領域Ｄ２を撮影切替判定用領域Ｄ１より上流（造影剤注入箇所により近い位置）に設定し、造影剤到達によるＣＴ値の変化をより早いタイミングで監視し、造影剤から生理食塩水へ切替え、造影剤量の抑制を図る。
例えば、図６のＺ２に示す体軸方向位置（断面図６２）における造影剤通過箇所に注入切替判定用領域Ｄ２を設定し、図６のＺ１に示す体軸方向位置（断面図６１）における造影剤通過箇所を撮影切替判定用領域Ｄ１とする。
なお、各領域Ｄ１、Ｄ２の体軸方向位置は、必ずしも異なる断面とする必要はなく１断面内の異なる領域をそれぞれ注入切替判定用領域Ｄ２、撮影切替判定用領域Ｄ１に設定してもよい。また、異なる断面であっても、スライス幅の広いＸ線検出器を用いた場合には、異なる断面を同時に撮影することも可能である。
【００５４】
以下、具体的な動作手順を説明する。
第２の実施の形態では、
（ｉ）注入切替指示時刻ｔＢは、造影剤が注入切替判定用領域Ｄ２に到達した時刻とする。
（ｉｉ）撮影切替指示時刻ｔＡは造影剤が撮影切替判定用領域Ｄ１に到達した時刻とする。
第1の実施の形態とは異なり、注入切替指示時刻ｔＢは撮影切替指示時刻ｔＡとは無関係に決定される。
【００５５】
図７のフローチャートに示すように、第２の実施の形態の造影撮影処理では、まず第１の実施の形態（図２）のステップＳ１０１、ステップＳ１０２と同様に、撮影の準備が行われる。すなわち、被検体の撮影位置決め、監視撮影条件、本撮影条件、本撮影開始条件等の各種条件設定が行われる（ステップＳ２０１、Ｓ２０２）。また、第２の実施の形態では、撮影切替判定用閾値Ｐ１に加え、注入切替判定用閾値Ｐ２が設定されるものとする。
【００５６】
次に、システム制御装置１２６は、撮影切替判定用領域Ｄ１、注入切替判定用領域Ｄ２の指定を受け付ける（ステップＳ２０３、Ｓ２０４）。
【００５７】
システム制御装置１２６は、注入装置２に対して造影剤注入指示を送信する。注入装置２はステップＳ２０２で設定された注入条件に従って、まず造影剤注入を開始する（ステップＳ２０５）。
造影剤注入が開始されると、次にシステム制御装置１２６は、監視撮影の開始指示をスキャナ１００に送信する。監視撮影はステップＳ２０３、Ｓ２０４で設定された撮影切替判定用領域Ｄ１及び注入切替判定用領域Ｄ２に対して行われる（ステップＳ２０６）。スキャナ１００は、監視撮影の開始指示に応答して、撮影切替判定用領域Ｄ１、注入切替判定用領域Ｄ２の監視撮影を開始する。
【００５８】
監視撮影において、スキャナ１００は監視撮影条件に従って注入切替判定用領域Ｄ２及び撮影切替判定用領域Ｄ１を撮影し、データ収集装置１０７により収集した計測データを操作卓１２０の画像演算装置１２５に出力する。画像演算装置１２５は、スキャナ１００から入力された計測データに基づいて撮影切替判定用領域Ｄ１を含む断層像６１、注入切替判定用領域Ｄ２を含む断層像６２を再構成する（ステップＳ２０７）。これらの断層像６１，６２（監視画像データ）は、時系列に順次再構成され、操作卓制御装置１２２へ送出される。
【００５９】
操作卓制御装置１２２は、生成された各監視画像データ（断層像６１，６２）から、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値、及び注入切替判定用領域Ｄ２のＣＴ値を時系列に順次取得し、システム制御装置１２６へ出力する。
システム制御装置１２６は、生成された各監視画像データから、撮影切替判定用領域Ｄ１，注入切替判定用領域Ｄ２の各ＣＴ値を時系列に順次取得する（ステップＳ２０８）。そして、注入切替判定用領域Ｄ２のＣＴ値が注入切替判定用閾値Ｐ２に達したか否かを判定する（ステップＳ２０９）。
注入切替判定用領域Ｄ２のＣＴ値が注入切替判定用閾値Ｐ２以下の場合は、監視撮影を継続する（ステップＳ２０９；Ｎｏ→ステップＳ２０８）。
一方、注入切替判定用領域Ｄ２のＣＴ値が注入切替判定用閾値Ｐ２を上回ると、システム制御装置１２６は、直ちに注入切替指示を注入装置２に送信する（ステップＳ２０９；Ｙｅｓ→ステップＳ２１０）。
注入装置２は、注入する薬液を造影剤から生理食塩水へ切替える。
【００６０】
図８は、注入切替判定用領域Ｄ２のＣＴ値が注入切替判定用閾値Ｐ２に到達した段階でのＴＤＣである。図８に示すように、注入切替判定用領域Ｄ２の方が、撮影切替判定用領域Ｄ１よりも先に造影剤が到達する。
第２の実施の形態では、注入切替指示時刻ｔＢは、注入切替判定用領域Ｄ２のＣＴ値が注入切替判定用閾値Ｐ２に到達した時刻とする。
【００６１】
その後、システム制御装置１２６は、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値Ｐ１に達したか否かを判定する（図７のステップＳ２１１）。
撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値Ｐ１以下の場合は、監視撮影を継続する（ステップＳ２１０；Ｎｏ→ステップＳ２１１）。
一方、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値（ＣＴ値の和、平均値や中央値等を含む）が撮影切替判定用閾値Ｐ１を上回ると、システム制御装置１２６は、直ちに撮影切替指示をスキャナ１００に送信する（ステップＳ２１１；Ｙｅｓ→ステップＳ２１２）。
スキャナ１００は、本撮影条件に従って関心領域の撮影を開始する。
【００６２】
図９は、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値Ｐ１に到達した段階でのＴＤＣである。図９に示すように、撮影切替判定用領域Ｄ１に造影剤が到達した段階で、既に生理食塩水の注入が開始されている。
第２の実施の形態では、撮影切替指示時刻ｔＡは、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値Ｐ１に到達した時刻とする。
ただし、監視撮影から本撮影への撮影切替指示を送信後、撮影切替えに要する時間（想定待ち時間Ｔｗａｉｔ；図１０参照）が存在する。そのため、本撮影の開始時刻ｔＡ’は、撮影切替指示時刻ｔＡから想定待ち時間Ｔｗａｉｔだけ遅れる。
【００６３】
なお、ステップＳ２０９、ステップＳ２１１の判定処理では、第１の実施の形態と同様に、各領域Ｄ１、Ｄ２に該当する複数の画素のＣＴ値の和、平均値、または中央値等を算出し、各閾値と比較するようにすればよい。
【００６４】
以上説明したように、第２の実施の形態では、撮影切替判定用領域Ｄ１よりも上流（造影剤注入箇所に近い領域）に別の監視領域（注入切替判定用領域Ｄ２）を設け、注入切替判定用領域Ｄ２に造影剤が到達すると、撮影切替判定用領域Ｄ１に造影剤が到達する前であっても、造影剤注入から生理食塩水注入へ切替える。
そのため、より早いタイミングで生理食塩水の注入を開始できるため、造影剤の注入量を更に低減することも可能となる。
【００６５】
［第３の実施の形態］
次に、図１１〜図１７を参照して、第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１について説明する。
第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の構成は、第１、第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１と同一であるため重複する説明を省略し、同一の各部には同一の符号を付して説明する。
【００６６】
造影撮影では、本撮影の段階で関心領域に造影剤が到達している必要があるが、関心領域以外に造影剤が停留しているとアーチファクトの原因となる恐れがある。そのため、第３の実施の形態では、本撮影の段階で造影剤を除去しておきたい領域（造影剤除去領域Ｄ３）も監視対象とし、撮影切替判定用領域Ｄ１とともに監視する。システム制御装置１２６は、造影剤除去領域Ｄ３への実際の造影剤の到達時間Ｔ４に基づいて生理食塩水の到達時間（計算生食到達時間Ｔ５）を推定し、造影剤から生理食塩水への注入切替後、計算生食到達時間Ｔ５だけ経過した時刻（ｔＢ＋Ｔ５）、または撮影切替指示を送信してから実際に撮影が切り替わるまでに要する想定待ち時間Ｔｗａｉｔだけ経過した時刻（ｔＢ＋Ｔｗａｉｔ）のうちいずれか遅い方を本撮影の開始時刻ｔＡ’とする。
このようにすることで、本撮影開始時刻ｔＡ’までに造影剤除去領域Ｄ３に生理食塩水が到達するので、本撮影の際にタイミングよく造影剤が造影剤除去領域Ｄ３から押し出されるようになる。
【００６７】
造影剤除去領域Ｄ３は、撮影切替判定用領域Ｄ１よりも上流（造影剤注入箇所により近い位置）であって、本撮影の際に造影剤を除去しておきたい領域とする。
例えば、図１１のＺ１に示す体軸方向位置（断面図６１）における造影剤通過箇所に撮影切替判定用領域Ｄ１を設定した場合、図１１のＺ３に示す体軸方向位置（断面図６３）の造影剤通過箇所を造影剤除去領域Ｄ３として設定できる。
なお、各領域Ｄ１、Ｄ３の体軸方向位置は、必ずしも異なる断面とする必要はなく１断面内の異なる領域をそれぞれ造影剤除去領域Ｄ３、撮影切替判定用領域Ｄ１に設定してもよい。また、スライス幅の広いＸ線検出器を用いた場合には、異なる断面を同時に撮影することも可能である。
【００６８】
以下、具体的な動作手順を説明する。
第３の実施の形態では、
（ｉ）造影剤が造影剤除去領域Ｄ３に到達すると、造影剤の到達に要した時間（実造影剤到達時間Ｔ４）に基づいて生理食塩水が造影剤除去領域Ｄ３に到達する時間（計算生食到達時間Ｔ５）を計算する。
（ii）撮影切替指示時刻ｔＡ、注入切替指示時刻ｔＢは、いずれも撮影切替判定用領域Ｄ１に造影剤が到達した時刻とする。
（iii）注入切替後であって、計算生食到達時間Ｔ５、または撮影切替指示送信後、実際に撮影切替に要する時間（想定待ち時間Ｔｗａｉｔ）のうちいずれか長い方だけ遅れて本撮影が開始されるように、撮影切替指示を送る。
【００６９】
図１２のフローチャートに示すように、第３の実施の形態の造影撮影処理では、まず第１の実施の形態（図２）のステップＳ１０１、ステップＳ１０２と同様に、撮影の準備が行われる。すなわち、被検体の撮影位置決め、監視撮影条件、本撮影条件、本撮影開始条件等の各種条件設定が行われる（ステップＳ３０１、Ｓ３０２）。
【００７０】
次に、システム制御装置１２６は、撮影切替判定用領域Ｄ１、造影剤除去領域Ｄ３の指定を受け付ける（ステップＳ３０３、Ｓ３０４）。
【００７１】
システム制御装置１２６は、注入装置２に対して造影剤注入指示を送信する。注入装置２はステップＳ３０２で設定された注入条件に従って、まず造影剤注入を開始する（ステップＳ３０５）。このとき、システム制御装置１２６は、造影剤注入指示を送信した時刻を計時し、造影剤注入開始時刻ｔ１（図１５参照）としてＲＡＭに保持する。
【００７２】
造影剤注入が開始されると、次にシステム制御装置１２６は、監視撮影の開始指示をスキャナ１００に送信する。監視撮影はステップＳ３０３、Ｓ３０４で設定された撮影切替判定用領域Ｄ１及び造影剤除去領域Ｄ３に対して行われる。システム制御装置１２６は、監視撮影開始指示を送信した時刻を計時し、監視撮影開始時刻ｔ２（図１５参照）としてＲＡＭに保持する。
スキャナ１００は、監視撮影の開始指示に応答して、撮影切替判定用領域Ｄ１、造影剤除去領域Ｄ３の監視撮影を開始する（ステップＳ３０６）。
【００７３】
監視撮影において、スキャナ１００は監視撮影条件に従って撮影切替判定用領域Ｄ１及び造影剤除去領域Ｄ３を撮影し、データ収集装置１０７により収集した計測データを操作卓１２０の画像演算装置１２５に出力する。画像演算装置１２５は、スキャナ１００から入力された計測データに基づいて撮影切替判定用領域Ｄ１を含む断層像６１、造影剤除去領域Ｄ３を含む断層像６３を再構成する（ステップＳ３０７）。これらの断層像６１，６３（監視画像データ）は、時系列に順次再構成され、操作卓制御装置１２２へ送出される。
【００７４】
操作卓制御装置１２２は、生成された各監視画像データから、撮影切替判定用領域Ｄ１，造影剤除去領域Ｄ３のＣＴ値を時系列に順次取得する（ステップＳ３０８）。そして、造影剤除去領域Ｄ３のＣＴ値が造影剤到達判定用閾値Ｐ３に達したか否かを判定する（ステップＳ３０９）。
造影剤除去領域Ｄ３のＣＴ値が造影剤到達判定用閾値Ｐ３以下の場合は、監視撮影を継続する（ステップＳ３０９；Ｎｏ→ステップＳ３０８）。
一方、造影剤除去領域Ｄ３のＣＴ値が造影剤到達判定用閾値Ｐ３を上回ると、システム制御装置１２６は、造影剤除去領域Ｄ３に造影剤が到達したと判断し、実造影剤到達時間Ｔ４を算出する（ステップＳ３０９；Ｙｅｓ→ステップＳ３１０）。
第３の実施の形態における実造影剤到達時間Ｔ４は、造影剤注入開始時刻ｔ１と造影剤が造影剤除去領域Ｄ３に到達した時刻ｔ３から求められる。すなわち、実造影剤到達時間Ｔ４は、式（４）から求められる。
【００７５】
実造影剤到達時間Ｔ４＝造影剤が造影剤除去領域に到達した時刻ｔ３−造影剤注入開始時刻ｔ１・・・（４）
【００７６】
次にシステム制御装置１２６は、実造影剤到達時間Ｔ４に基づいて、生理食塩水が造影剤除去領域Ｄ３に到達する時間を推定する（ステップＳ３１１）。生理食塩水が注入されてから造影剤除去領域Ｄ３へ到達するまでに要する時間を以下、計算生食到達時間Ｔ５と呼ぶ。
【００７７】
計算生食到達時間Ｔ５は、実造影剤注入時間Ｔ４、造影剤と生理食塩水との注入速度比、及び換算係数から求められる。
計算生食到達時間Ｔ５は以下の式（５）により求められる。
【００７８】
計算生食到達時間Ｔ５ ＝実造影剤注入時間Ｔ４×｛生理食塩水注入速度／造影剤注入速度｝×換算係数 ・・・（５）
ただし、０＜換算係数＜１とする。
【００７９】
図１５は、造影剤除去領域Ｄ３のＣＴ値が造影剤到達判定用閾値Ｐ３に到達した時刻ｔ３におけるＣＴ値の変化を示している。造影剤除去領域Ｄ３のＣＴ値は撮影切替判定用領域Ｄ１よりも早く閾値Ｐ３に到達し、この時点で、造影剤除去領域Ｄ３に造影剤が到達するのに要した時間（実造影剤到達時間Ｔ４）が計算される。
また、上述のように、実造影剤到達時間Ｔ４に基づいて計算生食到達時間Ｔ５が計算される。
この段階では、まだ、撮影切替指示、及び注入切替指示は送信されていない。
【００８０】
第３の実施の形態では、生理食塩水を注入開始してから、撮影切替指示送信後、実際に撮影が切替わる時間（想定待ち時間Ｔｗａｉｔ）、または計算生食到達時間Ｔ５のうち、長い方の時間が経過したときに本撮影が開始されるよう、撮影切替指示を生成する。すなわち、注入切替指示時刻ｔＢと撮影切替指示時刻ｔＡとを同じ時刻とし、実際の本撮影開始時刻ｔＡ’は、「注入切替指示時刻ｔＢ＋想定待ち時間Ｔｗａｉｔ」または「注入切替指示時刻ｔＢ＋計算生食到達時間Ｔ５」のいずれか遅い方とする。
【００８１】
すなわち、図１２のステップＳ３１２において、計算生食到達時間Ｔ５の方が想定待ち時間Ｔｗａｉｔよりも長いと判定された場合は（ステップＳ３１２；Ｙｅｓ）、図１３のフローチャートへ移行し、想定待ち時間Ｔｗａｉｔの方が計算生食到達時間Ｔ５よりも長いと判定された場合は（ステップＳ３１２；Ｎｏ）、図１４のフローチャートへ移行する。
【００８２】
図１２のステップＳ３１２において、計算生食到達時間Ｔ５の方が想定待ち時間Ｔｗａｉｔよりも長いと判定された場合は（ステップＳ３１２；Ｙｅｓ）、図１３に示すように、まず、「撮影切替指示時刻ｔＡ＝注入切替指示時刻ｔＢ」と設定し、かつ、本撮影の本撮影開始時刻ｔＡ’を「注入切替指示時刻ｔＢ＋計算生食到達時間Ｔ５」と設定する（ステップＳ３１３）。
そして、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値Ｐ１を上回ると（ステップＳ３１４；Ｙｅｓ）、システム制御装置１２６は注入切替信号を注入装置２の注入制御装置２１１へ送信するとともに、撮影切替信号をスキャナ１００へ送信する（ステップＳ３１５、ステップＳ３１６）。
注入装置２の注入制御装置２１１は生理食塩水注入へ切り替える。
スキャナ１００は、監視撮影を停止し、本撮影の準備を行う。
その後、計算生食到達時間Ｔ５が経過し、現在時刻ｔが本撮影開始時刻ｔＡ’（＝ｔＢ＋Ｔ５）になると（ステップＳ３１６）、スキャナ１００は本撮影を開始する（ステップＳ３１８）。
【００８３】
一方、図１２のステップＳ３１２において、想定待ち時間Ｔｗａｉｔの方が計算生食到達時間Ｔ５よりも長いと判定された場合は（ステップＳ３１２；Ｎｏ）、図１４に示すように、まず、「撮影切替指示時刻ｔＡ＝注入切替指示時刻ｔＢ」と設定し、かつ、本撮影開始時刻ｔＡ’を「注入切替指示時刻ｔＢ＋想定待ち時間Ｔｗａｉｔ」と設定する（ステップＳ３１９）。
そして、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値Ｐ１を上回ると（ステップＳ３２０；Ｙｅｓ）、システム制御装置１２６は注入切替信号を注入装置２の注入制御装置２１１へ送信するとともに、撮影切替信号をスキャナ１００へ送信する（ステップＳ３２１、ステップＳ３２２）。
注入装置２の注入制御装置２１１は生理食塩水注入へ切り替える。
スキャナ１００は、監視撮影を停止し、本撮影の準備を行う。
その後、計算生食到達時間Ｔ５が経過し、現在時刻ｔが本撮影開始時刻ｔＡ’（＝ｔＢ＋Ｔ５）になると（ステップＳ３２３）、スキャナ１００は本撮影を開始する（ステップＳ３２４）。
【００８４】
図１６は、計算生食到達時間Ｔ５の方が想定待ち時間Ｔｗａｉｔよりも長い場合、図１７は、想定待ち時間Ｔｗａｉｔの方が計算生食到達時間Ｔ５よりも長い場合についての、注入切替及び撮影切替指示のタイミングと、本撮影開始のタイミングを示す図である。
【００８５】
図１６に示すように、計算生食到達時間Ｔ５の方が想定待ち時間Ｔｗａｉｔよりも長い場合は、注入切替指示時刻ｔＢから、計算生食到達時間Ｔ５だけ経過した後に、実際に本撮影に切り替わるように撮影切替指示を送信する。すると、生理食塩水が注入開始されるとともに、スキャナ１００では監視撮影を停止し、生理食塩水が造影剤除去領域Ｄ３に到達するまでの間に本撮影の準備を行う。そして、生理食塩水が実造影剤除去領域Ｄ３に到達する時刻ｔＡ’（＝ｔＢ＋Ｔ５）に円滑に本撮影を開始する。従って、本撮影時にタイミングよく実造影剤除去領域Ｄ３から造影剤が除去されるようになる。
【００８６】
一方、想定待ち時間Ｔｗａｉｔの方が計算生食到達時間Ｔ５よりも長い場合は、図１７に示すように、注入切替指示時刻ｔＢから、想定待ち時間Ｔｗａｉｔだけ経過した後に、実際に本撮影に切り替わるように撮影切替指示を送信する。すると、生理食塩水が注入開始されるとともに、スキャナ１００では監視撮影を停止し、生理食塩水が造影剤除去領域Ｄ３に到達するまでの間に本撮影の準備を行う。そして、生理食塩水が実造影剤除去領域Ｄ３に到達する時刻ｔＡ’（＝ｔＢ＋Ｔｗａｉｔ）に円滑に本撮影を開始する。従って、本撮影時にタイミングよく実造影剤除去領域Ｄ３から造影剤が除去されるようになる。
【００８７】
以上説明したように、第３の実施の形態では、撮影切替判定用領域Ｄ１よりも上流（造影剤注入箇所に近い領域）であって、本撮影時に造影剤を除去すべき領域（造影剤除去領域Ｄ３）を設定し、撮影切替判定用領域Ｄ１と造影剤除去領域Ｄ３とを監視対象とする。システム制御装置１２６は、造影剤除去領域Ｄ３のＣＴ値の大きさに基づいて造影剤が造影剤除去領域Ｄ３に到達するのに要した実造影剤到達時間Ｔ４を求め、また、実造影剤到達時間Ｔ４に基づいて、生理食塩水が造影剤除去領域Ｄ３へ到達するまでの時間（計算生食到達時間Ｔ５）を予測する。そして、生理食塩水への注入切替後、撮影切替の準備に要する時間（想定待ち時間Ｔｗａｉｔ）または計算生食到達時間Ｔ５のうちいずれか長い方の時間経過後に実際に本撮影が開始するように、撮影切替指示を送信する。
そのため、本撮影開始時ｔＡ’には、生理食塩水が造影剤除去領域Ｄ３に到達して造影剤除去領域Ｄ３から造影剤が除去されるため、造影剤の停留によるアーチファクトを低減できる。
【００８８】
以上、第１から第３の実施の形態で説明したように、本発明のＸ線ＣＴ装置１は、まず、監視撮影により撮影切替判定用領域Ｄ１の画素値を監視し、撮影切替判定用領域Ｄ１の画素値の大きさに基づいて、監視撮影から本撮影への撮影切替タイミングを決定する。また、撮影切替判定用領域Ｄ１または撮影切替判定用領域Ｄ１とは別の監視領域（例えば、注入切替判定用領域Ｄ２や造影剤除去領域Ｄ３）の監視画像データに基づいて、造影剤から生理食塩水への注入切替タイミングを決定する。
そのため、自動的に撮影切替と注入切替ができる。
【００８９】
また、監視対象とする領域へ造影剤が到達する時間（実造影剤到達時間Ｔ１、Ｔ４）を実測し、実造影剤到達時間に基づいて生理食塩水がその領域に到達する時間（計算生食到達時間Ｔ２、Ｔ５）を推定して、撮影切替タイミングや注入切替タイミングを決定するため、どのような撮影部位、造影剤の種類にも対応でき、また個人差や疾患による造影剤の流れの差にも柔軟に対応した切替制御を行える。
【００９０】
また、撮影切替判定用領域Ｄ１とは別に、注入切替判定用領域Ｄ２を設定し、注入切替判定用領域Ｄ１への造影剤到達に応じて生理食塩水への注入切替を行い、撮影切替判定用領域Ｄ１への造影剤到達に応じて本撮影への撮影切替を行うようにすれば、生理食塩水の注入タイミングを撮影の切替タイミングよりも早く行うことも可能となり、より造影剤の使用量を低減でき、被検者にとって負担の少ない造影検査を実現できる。
【００９１】
また、撮影切替判定用領域Ｄ１とは別に、造影剤と除去したい領域（造影剤除去領域Ｄ３）を監視対象に設定し、造影剤除去領域Ｄ３への実造影剤到達時間Ｔ４に基づいて計算生食到達時間Ｔ５を推定し、本撮影の開始タイミングを決定するようにすれば、本撮影の際に、ちょうどよいタイミングで造影剤除去領域Ｄ３の造影剤を排出することもでき、造影剤の停留によるアーチファクトの発生を防止できる。
【００９２】
以上、本発明に係るＸ線ＣＴ装置１の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００９３】
１……………Ｘ線ＣＴ装置
１００………スキャナ
１２０………操作卓
１２１………操作装置
１２２………操作卓制御装置
１２３………記憶装置
１２４………表示装置
１２５………画像演算装置
１２６………システム制御装置
２……………注入装置
２００………操作部
２０１………操作入力装置
２１０………ヘッド部
２１１………注入制御装置
２１２………薬液注入装置
Ｄ１…………撮影切替判定用領域
Ｄ２…………注入切替判定用領域
Ｄ３…………造影剤除去領域
ｔＡ…………撮影切替指示時刻
ｔＡ’………本撮影開始時刻
ｔＢ…………注入切替指示時刻
ｔｅｎｄ………想定本撮影終了時刻
Ｔ１、Ｔ４…実造影剤到達時間
Ｔ２、Ｔ５…計算生食到達時間（生理食塩水到達時間）
Ｔｗａｉｔ………想定待ち時間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置における造影撮影の制御に関し、特に、造影剤及び生理食塩水の注入切替え制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置を用いた検査では、診断に適切な陰影を持った画像を得るために、被検体に造影剤を注入しながら撮影を行う造影ＣＴ検査が行われている。この造影ＣＴ検査では、造影剤注入装置（インジェクタ）を用いて造影剤を被検体に注入する。注入された造影剤は血流にのって全身に運ばれ、撮影部位に到達すると、Ｘ線ＣＴ装置による撮影が開始される。撮影部位へ到達したか否かは、例えば、特許文献１に記載されるように、本撮影の前に造影剤が注入された被検体の関心領域における造影剤濃度の変化を監視するための監視撮影により判断される。特許文献１では、監視撮影により関心領域における造影剤の濃度（ＣＴ値）が所定の閾値を超えると、造影剤が撮影部位に到達したと判断して監視撮影を中止し、本撮影へ自動で切り替える技術が開示されている。
【０００３】
ところで上述の造影ＣＴ検査では、造影剤の注入量を低減するために、造影剤注入後に生理食塩水を注入し、「後押し」をすることで、注入した造影剤を有効に使用するようにしている。例えば、特許文献２では、造影剤注入量シリンジと生理食塩水注入用シリンジの２つの注入ヘッドを搭載し、操作者の入力するトリガ信号に従って造影剤注入から生理食塩水注入への切り替えを行う注入装置について記載されている。これにより進行中の造影剤注入をより早いタイミングで停止し、生理食塩水の注入に切り替えることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６４１８５号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００７／０９７４２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１では、造影剤注入停止のタイミングを制御するのみで、生理食塩水への切り替えのタイミングに関しては配慮されていない。また、上述の特許文献２では、造影剤から生理食塩水へ切り替えるトリガ信号は、操作者の手動操作によって与えるものであった。そのため、操作者が切替の際に適切なタイミングを考慮する必要があり、操作者の作業負担は大きいものであった。また、造影剤や生理食塩水の注入速度や注入に要する時間への配慮もなされていないため、これらの影響も考慮して、より適切なタイミングで撮影切替や注入切替を簡単に行えることが望ましい。また造影ＣＴ検査は、通常、両手を挙手した状態で行うため、鎖骨下静脈の狭窄が起こりやすく、造影剤が停留しやすい。造影剤が停留すると、撮影タイミングによっては腕頭静脈から鎖骨下静脈付近で造影剤によるアーチファクトが発生するという問題もあった。
【０００６】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、適切なタイミングで撮影切替え及び注入切替を自動で行い、良好な画質を得るとともに造影剤注入量を低減させることが可能なＸ線ＣＴ装置及び造影撮影方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するために第１の発明は、被検体に造影剤及び生理食塩水を注入する注入手段を具備するＸ線ＣＴ装置であって、前記造影剤が注入される被検体を監視撮影し、前記被検体の監視画像データを時系列に取得する監視撮影手段と、前記監視画像データに含まれる撮影切替判定用領域の画素値の大きさに基づいて、前記監視撮影から本撮影への撮影切替タイミングを決定する撮影切替手段と、前記撮影切替判定用領域または前記監視画像データに含まれる別の監視領域の画素値の大きさに基づいて、前記造影剤から前記生理食塩水への注入切替タイミングを決定する注入切替手段と、を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【０００８】
また、第２の発明は、被検体に造影剤及び生理食塩水を注入しながら撮影を行う造影撮影方法であって、前記造影剤が注入される被検体を監視撮影し、前記被検体の監視画像データを時系列に取得し、前記監視画像データに含まれる撮影切替判定用領域の画素値の大きさに基づいて、前記監視撮影から本撮影への撮影切替タイミングを決定し、前記撮影切替判定用領域または前記監視画像データに含まれる別の監視領域の画素値の大きさに基づいて、前記造影剤から前記生理食塩水への注入切替タイミングを決定することを特徴とする造影撮影方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、適切なタイミングで撮影切替え及び注入切替を自動で行い、良好な画質を得るとともに造影剤注入量を低減させることが可能なＸ線ＣＴ装置及び造影撮影方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】Ｘ線ＣＴ装置１及び注入装置２の構成図
【図２】第１の実施の形態の造影撮影処理の流れを説明するフローチャート
【図３】第１の実施の形態において、撮影切替判定用領域のＣＴ値が撮影切替判定用閾値に到達した時点までのＴＤＣ（Ｔｉｍｅ−Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｃｕｒｖｅ）
【図４】第１の実施の形態の造影撮影処理の結果を表すＴＤＣ
【図５】造影剤を右腕静脈に注射した場合の造影剤の流れを示す図
【図６】撮影切替判定用領域Ｄ１及び注入切替判定用領域Ｄ２の一例を示す図
【図７】第２の実施の形態の造影撮影処理の流れを説明するフローチャート
【図８】第２の実施の形態において注入切替判定用領域Ｄ２のＣＴ値が注入切替判定用閾値に到達した時点までのＴＤＣ
【図９】第２の実施の形態において撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値に到達した時点までのＴＤＣ
【図１０】第２の実施の形態の造影撮影処理の結果を表すＴＤＣ
【図１１】撮影切替判定用領域Ｄ１及び造影剤除去領域Ｄ３の一例を示す図
【図１２】第３の実施の形態の造影撮影処理の流れを説明するフローチャート
【図１３】第３の実施の形態の造影撮影処理において、撮影切替に要する時間（想定待ち時間）Ｔｗａｉｔよりも計算生食到達時間Ｔ５が長い場合の処理を説明するフローチャート
【図１４】第３の実施の形態の造影撮影処理において、計算生食到達時間Ｔ５よりも撮影切替に要する時間（想定待ち時間）Ｔｗａｉｔが長い場合の処理を説明するフローチャート
【図１５】第３の実施の形態において、造影剤除去領域Ｄ３のＣＴ値が造影剤到達判定用閾値Ｐ３に到達した時点でのＴＤＣ
【図１６】第３の実施の形態の造影撮影処理において、計算生食到達時間Ｔ５が撮影切替に要する時間（想定待ち時間）Ｔｗａｉｔよりも長い場合の撮影切替及び注入切替タイミングについて説明する図
【図１７】第３の実施の形態の造影撮影処理において、撮影切替に要する時間（想定待ち時間）Ｔｗａｉｔが計算生食到達時間Ｔ５よりも長い場合の撮影切替及び注入切替タイミングについて説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
【００１２】
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の構成について説明する。
【００１３】
図１に示すように、本発明のＸ線ＣＴ装置１は、造影剤を注入する注入装置２と接続されている。
Ｘ線ＣＴ装置１は、スキャナ１００と、寝台１０５と、操作卓１２０とを備える。注入装置２は、操作部２００と、ヘッド部２１０とを備える。
【００１４】
Ｘ線ＣＴ装置１のスキャナ１００は、Ｘ線管１０１、Ｘ線制御装置１１０、回転板１０２、コリメータ１０３、開口部１０４、Ｘ線検出器１０６、データ収集装置１０７、寝台制御装置１０９、及びガントリ制御装置１０８を備える。
操作卓１２０は、操作装置１２１、操作卓制御装置１２２、記憶装置１２３、表示装置１２４、画像演算装置１２５、及びシステム制御装置１２６を備える。
【００１５】
Ｘ線管１０１はＸ線源であり、Ｘ線制御装置１１０により制御されて被検体に対してＸ線を連続的または断続的に照射する。Ｘ線制御装置１１０は、システム制御装置１２６により決定されたＸ線管電圧及びＸ線管電流に従って、Ｘ線管１０１に印加または供給するＸ線管電圧及びＸ線管電流を制御する。
【００１６】
コリメータ１０３は、Ｘ線管１０１から放射されたＸ線を、例えばコーンビーム（円錐形または角錐形ビーム）等のＸ線として被検体に照射させるものであり、開口幅は図示しないコリメータ制御装置により制御される。被検体を透過したＸ線はＸ線検出器１０６に入射する。
【００１７】
Ｘ線検出器１０６は、例えばシンチレータとフォトダイオードの組み合わせによって構成されるＸ線検出素子群をチャネル方向（周回方向）に例えば１０００個程度、列方向（体軸方向）に例えば１〜３２０個程度配列したものであり、被検体を介してＸ線管１０１に対向するように配置される。Ｘ線検出器１０６はＸ線管１０１から放射されて被検体を透過したＸ線を検出し、検出した透過Ｘ線データをデータ収集装置１０７に出力する。
【００１８】
データ収集装置１０７は、Ｘ線検出器１０６に接続され、Ｘ線検出器１０６の個々のＸ線検出素子により検出される透過Ｘ線量を収集し、ディジタルデータに変換し、投影データとしてシステム制御装置１２６に順次出力する。
【００１９】
回転板１０２には、Ｘ線管１０１、コリメータ１０３、Ｘ線検出器１０６、データ収集装置１０７が搭載される。回転板１０２は、ガントリ制御装置１０８によって制御される回転板駆動装置から、駆動伝達系を通じて伝達される駆動力によって回転される。
【００２０】
寝台１０５は、被検体が載置される天板、上下動装置、及び天板駆動装置から構成され、寝台制御装置１０９に接続される。寝台制御装置１０９は、上下動装置を制御して寝台１０５の高さを適切なものにする。また、天板駆動装置を制御して天板を体軸方向に前後動したり、体軸と垂直方向であって、かつ天板に平行な方向（左右方向）に移動したりする。これにより、被検体がスキャナ１００のＸ線照射空間に搬入及び搬出される。
【００２１】
操作卓１２０の操作装置１２１は、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置、及び各種スイッチボタン等により構成され、操作者によって入力される各種の指示や情報を操作卓制御装置１２２に出力する。操作者は、表示装置１２４及び操作装置１２１を使用して対話的にＸ線ＣＴ装置１を操作する。操作装置１２１を介して、被検体氏名、検査日時、本撮影条件、監視撮影条件、薬液注入条件等が入力される。
【００２２】
操作卓１２０の操作卓制御装置１２２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等により構成され、操作装置１２１、表示装置１２４、及び記憶装置１２３の各部を制御する。また、操作卓制御装置１２２は、システム制御装置１２６及び画像演算装置１２５に接続される。
操作卓制御装置１２２は、操作者が入力装置１２１を用いて入力した内容を画像演算装置１２５及びシステム制御装置１２６に送信する。また、画像演算装置１２５で作成された画像データを取得し、表示装置１２４に表示する。
また、操作卓制御装置１２２は、監視撮影により得た監視画像データを取得し、取得した監視画像データに設定されている監視対象領域（例えば、撮影切替判定用領域等）のＣＴ値を求める。求められたＣＴ値は、システム制御装置１２６へ送られて、所定の閾値（例えば、撮影切替判定用閾値）と比較される。
【００２３】
システム制御装置１２６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成される。システム制御装置１２６は、スキャナ１００内のＸ線制御装置１１０、寝台制御装置１０９、ガントリ制御装置１０８を制御する。また、システム制御装置１２６は、操作卓制御装置１２２に接続され、操作卓制御装置１２２からの入力信号に従って各種処理を実行し、処理結果に基づいて制御信号を生成して、スキャナ１００内のＸ線制御装置１１０、寝台制御装置１０９、ガントリ制御装置１０８の各部を制御する。
【００２４】
また、システム制御装置１２６は、監視画像データにおける撮影切替判定用領域のＣＴ値を操作卓制御装置１２２から受け取り、このＣＴ値の大きさに基づいて撮影切替判定用領域に造影剤が到達したか否かを判断する。ＣＴ値が撮影切替判定用閾値以上となり、造影剤が到達していると判断されれば、監視撮影から本撮影へ切り替える。また、システム制御装置１２６は、造影剤注入から、撮影切替判定用領域へ到達するまでの時間（実造影剤到達時間Ｔ１）を算出し、実造影剤到達時間Ｔ１に基づいて生理食塩水が撮影切替判定用領域へ到達するまでの時間（計算生食到達時間Ｔ２）を算出する。更に、本撮影条件から想定される本撮影の終了時刻（想定本撮影終了時刻ｔｅｎｄ）を求め、想定本撮影終了時刻ｔｅｎｄから、計算生食到達時間Ｔ２だけ遡った時刻に生理食塩水の注入が開始されるように、注入切替指示時刻ｔＢを算出する。注入切替指示時刻ｔＢになると、システム制御装置１２６は、生理食塩水への切替指示を注入装置２に送信する。
【００２５】
記憶装置１２３は、ハードディスク等により構成されるものであり、システム制御装置１２６に接続される。設定された撮影条件や、データ収集装置１０７で収集したデータおよび画像演算装置１２５で作成されたＣＴ画像の画像データ等を記憶する。
画像演算装置１２５は、データ収集装置１０７から出力された計測データに対して、対数変換、感度補正等の前処理を施し、前処理された投影データを用いて被検体の断層像を再構成する。画像演算装置１２５により再構成された断層像は、記憶装置１２３に記憶されるとともに操作卓制御装置１２２へ送られ、表示装置１２４に表示される。
表示装置１２４は、液晶パネル、ＣＲＴモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成され、操作卓制御装置１２２に接続される。表示装置１２４は画像演算装置１２５から出力される再構成画像、並びに操作卓制御装置４０１が取り扱う種々の情報を表示する。
【００２６】
注入装置２は、操作部２００と、ヘッド部２１０とを備える。
操作部２００は操作入力装置２０１を備える。
操作入力装置２０１は、操作者が造影剤や生理食塩水の注入条件等を入力する装置である。
ヘッド部２１０は注入制御装置２１１と薬液注入装置２１２を備える。
注入制御装置２１１は操作入力装置２０１に入力された条件に基づいて薬液注入装置２１２を制御するとともに、Ｘ線ＣＴ装置１の操作卓１２０のシステム制御装置１２６と通信を行うための装置である。
薬液注入装置２１２は被検体へ造影剤及び生理食塩水を注入する装置であり、造影剤、生理食塩水を充填するための各シリンダーを有している。注入制御装置２１１は、操作入力部２０１から受けた注入条件に従ってヘッド部２１０を制御する。ヘッド部２１０は、予め設定された造影条件（造影剤の注入量、注入圧（注入速度）等）に従って、空気圧、モータ、又は油圧などの動力を用いて、シリンダー内の造影剤や生理食塩水を被検体に注入する。
【００２７】
次に、図２〜図４を参照して、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の動作について説明する。
【００２８】
第１の実施の形態では、
（ｉ）造影剤注入直後に監視撮影を開始し、撮影切替指示時刻ｔＡは、造影剤が撮影切替判定用領域（撮影を切り替えるタイミングを判定するために監視する領域。本撮影の関心領域と同一領域としてもよい。）に到達した時刻とする。
（ｉｉ）注入切替指示時刻ｔＢは、想定本撮影終了時刻ｔｅｎｄから計算生食到達時間Ｔ２を減算した時刻とする。
すなわち、本撮影の撮影中は造影剤が撮影切替判定用領域に存在し、本撮影終了前に生理食塩水の注入を開始するという薬液注入手順とする。
【００２９】
Ｘ線ＣＴ装置１のシステム制御装置１２６は、図２のフローチャートに示す手順で造影撮影処理を実行する。すなわち、システム制御装置１２６は、記憶装置１２３から造影撮影処理に関するプログラム及びデータを読み出し、このプログラム及びデータに基づいて処理を実行する。
なお、システム制御装置１２６は、造影剤の注入開始や撮影切替指示時刻等の各処理段階で時刻を監視しつつ、撮影切替判定用領域のＣＴ値を監視するものとする。
【００３０】
造影撮影処理では、まず撮影の準備が行われる。すなわち、被検体の撮影位置決め、監視撮影条件、本撮影条件、本撮影開始条件等の各種条件設定が行われる（ステップＳ１０１、ステップＳ１０２）。
例えば、監視撮影条件、本撮影条件、本撮影開始条件は、操作卓１２０の操作装置１２１にて入力される。また、造影剤注入速度等の薬液注入に関する条件は注入装置２の操作入力装置２０１にて入力されるようにすればよい。入力された各条件は、記憶装置１２３に記憶される。
【００３１】
ここで、監視撮影条件とは、監視する部位（撮影切替判定用領域Ｄ１）、管電流、管電圧等のＸ線条件、コリメータ条件、画像再構成条件等である。
また、薬液注入条件とは造影剤の種類や、造影剤、生理食塩水の注入速度、最大注入時間等である。なお、本実施の形態では、注入速度は定速であるものとして説明する。
また、本撮影条件とは、撮影範囲、関心領域、管電流、管電圧、寝台移動速度、画質指標、画像再構成条件等である。
本撮影開始条件とは、どのタイミングで監視撮影から本撮影へ切り替えるかを決定するための判定条件である。例えば、第１の実施の形態では、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値の大きさに関する閾値等が設定される。以下、本撮影開始条件として設定される閾値を撮影切替判定用閾値と呼ぶ。
撮影切替判定用領域は、操作者により設定される（ステップＳ１０３）。
第１の実施の形態では、撮影切替判定用領域Ｄ１は本撮影の対象となる関心領域と同じでよい。
【００３２】
ステップＳ１０１〜ステップＳ１０３において、撮影の準備操作が行われ、操作者により造影剤注入の指示が入力されると、システム制御装置１２６は、注入装置２に対して造影剤注入指示を送信する。注入装置２はステップＳ１０２で設定された注入条件に従って、まず造影剤注入を開始する（ステップＳ１０４）。このとき、システム制御装置１２６は、造影剤注入指示を送信した時刻を計時し、造影剤注入開始時刻ｔ１（図３参照）としてＲＡＭに保持する。
【００３３】
造影剤注入が開始されると、次にシステム制御装置１２６は、監視撮影の開始指示をスキャナ１００に送信する。監視撮影はステップＳ１０３で設定された撮影切替判定用領域Ｄ１に対して行われる。システム制御装置１２６は、監視撮影開始指示を送信した時刻を計時し、監視撮影開始時刻ｔ２（図３参照）としてＲＡＭに保持する。
【００３４】
スキャナ１００は、監視撮影の開始指示に応答して、撮影切替判定用領域Ｄ１の監視撮影を開始する（ステップＳ１０５）。
監視撮影において、スキャナ１００は監視撮影条件に従って撮影切替判定用領域Ｄ１を含む体軸方向位置に対しＸ線を照射し、Ｘ線検出器１０６にて検出し、データ収集装置１０７により収集した計測データを操作卓１２０の画像演算装置１２５に出力する。画像演算装置１２５は、スキャナ１００から入力された計測データに基づいて撮影切替判定用領域Ｄ１を含む断層像を再構成する。ここで、監視撮影によって再構成された断層像を監視画像データと呼ぶ（ステップＳ１０６）。監視画像データは、時系列に順次再構成され、操作卓制御装置１２２へ送出される。
【００３５】
操作卓制御装置１２２は、生成された各監視画像データから、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値を時系列に順次取得し、システム制御装置１２６へ出力する（ステップＳ１０７）。システム制御装置１２６は、取得した撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値に達したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。なお、ステップＳ１０８の判定処理では、撮影切替判定用領域Ｄ１に該当する複数の画素のＣＴ値の和、平均値、または中央値等を算出し、撮影切替判定用閾値と比較するようにすればよい。
【００３６】
撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値（ＣＴ値の和、平均値、及び中央値等を含む）が撮影切替判定用閾値以下の場合は、造影剤がいまだ関心領域（撮影切替判定用領域Ｄ１）に到達していないと判定し、監視撮影を継続する（ステップＳ１０８；Ｎｏ→ステップＳ１０７）。
一方、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値を上回ると、システム制御装置１２６は、造影剤が撮影切替判定用領域Ｄ１に到達したと判断して、本撮影への撮影切替指示をスキャナ１００に送信する（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ→ステップＳ１０９）。システム制御装置１２６は、撮影切替指示を送信した時刻を計時し、撮影切替指示時刻ｔＡ（図３参照）としてＲＡＭに保持する。
スキャナ１００は、本撮影条件に従って本撮影を開始する。
【００３７】
なお、実際には、撮影切替指示を送信後、実際に撮影が切り替わるのにある程度の想定待ち時間（Ｔｗａｉｔ；図３参照）が想定される。すなわち、本撮影の開始時刻ｔＡ’は、撮影切替指示時刻ｔＡ＋想定待ち時間Ｔｗａｉｔである。
【００３８】
図３のＴＤＣ（Ｔｉｍｅ−Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｃｕｒｖｅ）を参照して、ステップＳ１０４の造影剤注入開始からステップＳ１０９の造影剤到達までの撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値の時間変化について説明する。
図３に示すように、時刻ｔ１に造影剤の注入が開始され、その後、時刻ｔ２に監視撮影が開始される。造影剤は血流にのって運ばれる。撮影切替判定用領域Ｄ１は、造影剤到達前は低いＣＴ値を示し、造影剤が到達するに従って高いＣＴ値を示すこととなる。そして、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値に到達すると、システム制御装置１２６は、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値に到達する時刻を計時し、撮影切替指示を送信するとともに当該時刻を撮影切替指示時刻ｔＡとしてＲＡＭに保持する。
【００３９】
図２の説明に戻る。
撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値に到達し、本撮影への撮影切替指示がスキャナ１００に送信されると、スキャナ１００は本撮影を開始する。
一方、本撮影と平行し、システム制御装置１２６は、造影剤から生理食塩水への注入切替時刻ｔＢを算出する処理を開始する。
【００４０】
まず、システム制御装置１２６は、監視撮影で得たデータ（監視画像データ及び時刻データ）に基づき、実造影剤到達時間Ｔ１を算出する（ステップＳ１１０）。実造影剤到達時間Ｔ１とは、造影剤注入開始時刻ｔ１から造影剤が撮影切替判定用領域に到達する時刻（撮影切替指示時刻ｔＡ）までの時間である。すなわち、実造影剤到達時間Ｔ１は、式（１）から求められる。
【００４１】
実造影剤到達時間Ｔ１＝撮影切替指示時刻ｔＡ−造影剤注入開始時刻ｔ１・・・（１）
【００４２】
次にシステム制御装置１２６は、実造影剤到達時間Ｔ１に基づいて、生理食塩水への注入切替時刻ｔＢを求める。システム制御装置１２６は、まず、ステップＳ１１０で算出した実造影剤到達時間Ｔ１に基づいて、生理食塩水が注入されてから撮影切替判定用領域Ｄ１へ到達するまでに要する時間を予測する。生理食塩水が注入されてから撮影切替判定用領域Ｄ１へ到達するまでに要する時間を以下、計算生食到達時間Ｔ２と呼ぶ（ステップＳ１１１）。
【００４３】
計算生食到達時間Ｔ２は、実造影剤注入時間Ｔ１、造影剤と生理食塩水との注入速度比、及び換算係数から求められる。
換算係数とは、生理食塩水と造影剤との血管内の流れやすさの違いを補正するための係数であり、造影剤によって異なる。生理食塩水と造影剤との血管内の流れやすさの違いは、血管内における圧力損失（血管内部と流体との摩擦抵抗）の違いや粘度の違い等に起因するものである。なお、換算係数は０より大きく１より小さい値を用いるものとする。
計算生食到達時間Ｔ２は以下の式（２）により求められる。
【００４４】
計算生食到達時間Ｔ２ ＝実造影剤注入時間Ｔ１×｛生理食塩水注入速度／造影剤注入速度｝×換算係数 ・・・（２）
ただし、０＜換算係数＜１とする。
【００４５】
計算生食到達時間Ｔ２が算出されると、システム制御装置１２６は、造影剤を生理食塩水に切り替える時刻（注入切替指示時刻ｔＢ）を求める（ステップＳ１１２）。
造影剤を生理食塩水に切替える時刻（注入切替指示時刻ｔＢ）は、次式（３）に示すように、想定本撮影終了時刻ｔｅｎｄから上述の計算生食到達時間Ｔ２だけ遡った時刻とする。
【００４６】
注入切替指示時刻ｔＢ ＝想定本撮影終了時刻ｔｅｎｄ−計算生食到達時間Ｔ２・・（３）
【００４７】
図４に示すように、想定本撮影終了時刻ｔｅｎｄは、撮影切替に要する想定待ち時間Ｔｗａｉｔと、本撮影条件から求められる本撮影の時間（想定本撮影時間）と、撮影切替指示時刻ｔＡから求められる。なお、図４において、時刻ｔＡ’は、実際に本撮影が開始される時刻（本撮影開始時刻）である。
【００４８】
注入切替指示時刻ｔＢを算出すると、システム制御装置１２６は現在時刻ｔが注入切替指示時刻ｔＢになるのを待機する（ステップＳ１１３；Ｎｏ）。現在時刻ｔが注入切替指示時刻ｔＢに到達すると（現在時刻ｔ＝注入切替指示時刻ｔＢ、ステップＳ１１３のＹｅｓ）、システム制御装置１２６は注入切替信号を注入装置２の注入制御装置２１１へ送信する（ステップＳ１１４）。
注入装置２の注入制御装置２１１は注入する薬液を生理食塩水へ切り替える。
注入された生理食塩水は血流にのって運ばれ、想定本撮影終了時刻ｔｅｎｄに撮影切替判定領域Ｄ１に到達する。本撮影終了後、撮影切替判定領域Ｄ１に存在した造影剤は生理食塩水に押され、排出される。
【００４９】
以上説明したように、第１の実施の形態では、監視画像データに含まれる撮影切替判定用領域Ｄ１の画素値に基づき、本撮影への撮影切替タイミングを決定するとともに、監視撮影によって実測したデータに基づき、造影剤から生理食塩水への注入切替時刻ｔＢを求め、注入切替時刻ｔＢに到達すると、自動的に造影剤から生理食塩水へ注入切替を行う。
そのため、適切なタイミングで本撮影を行うことができ、かつ適切なタイミングで造影剤から生理食塩水へ切り替えることができ、造影剤注入量を低減させることが可能となる。また。操作者は撮影切替操作や薬液注入の切替操作を手動で行う必要がないため、撮影時の監視負担、作業負担が軽減する。
【００５０】
また、撮影切替判定用領域Ｄ１を本撮影の関心領域とした場合、本撮影中は造影剤が関心領域に存在するが、本撮影終了時に直ちに生理食塩水が関心領域に到達するため、造影剤が速やかに排出される。そのため、本撮影開始から本撮影終了までは造影剤を確実に維持でき、必要な造影効果を得ることができる。例えば、撮影時間の長い検査で、撮影切替とともに生理食塩水への注入切替を行ってしまうと、生理食塩水の到達が撮影終了よりも早くなり、造影剤が撮影終了よりも早く排出されてしまうこともあるが、本実施の形態では、生理食塩水が関心領域（撮影切替判定用領域Ｄ１）に到達する時間（計算生食到達時間Ｔ２）を、実際に計測した実造影剤到達時間Ｔ１に基づいて予測し、想定本撮影終了時刻ｔｅｎｄから遡って注入切替指示を送信するため、タイミングよく造影剤を排出開始させることができる。
また、造影剤の到達に要した時間を実測し、これに基づいて生理食塩水の到達時間を予測するため、どのような撮影部位、造影剤の種類にも対応でき、また個人差や疾患による造影剤の流れの差にも柔軟に対応した切替制御を行える。
【００５１】
［第２の実施の形態］
次に、図５〜図１０を参照して、第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１について説明する。
第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の構成は、第１の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１と同一であるため重複する説明を省略し、同一の各部には同一の符号を付して説明する。
【００５２】
第１の実施の形態では、撮影切替判定用領域Ｄ１を監視撮影し、監視撮影により得たデータに基づいて、撮影切替及び造影剤の注入切替を行ったが、第２の実施の形態では、監視撮影の対象領域として、撮影切替判定用領域（図６のＤ１）とは別に注入切替判定用領域（図６のＤ２）を設定し、注入切替判定用領域Ｄ２の監視により得たデータに基づいて造影剤から生理食塩水への切り替えタイミングを決定し、撮影切替判定用領域Ｄ１の監視により得たデータに基づいて監視撮影から本撮影への切り替えを行う。
【００５３】
まず図５を参照して造影剤を右腕静脈に注入した場合の造影剤の流れについて説明する。
注入された造影剤は右鎖骨下静脈へ向かい（Ｙ１）、上大静脈から右心房へ流入する（Ｙ２）。その後、造影剤は右心房から右心室に流れ、右心室から肺動脈管へ流出され（Ｙ３）、肺を経て、左心房へ流入する。そして、造影剤は左心房から左心室に流れ、上行大動脈に流出し、大動脈弓部へ流れる（Ｙ４）。その後、下行大動脈へ流れ（Ｙ５）、全身へ流れる。全身から戻ってくると、下大静脈を流れ、右心房に流入する（Ｙ６）。
第２の実施の形態では、注入切替判定用領域Ｄ２を撮影切替判定用領域Ｄ１より上流（造影剤注入箇所により近い位置）に設定し、造影剤到達によるＣＴ値の変化をより早いタイミングで監視し、造影剤から生理食塩水へ切替え、造影剤量の抑制を図る。
例えば、図６のＺ２に示す体軸方向位置（断面図６２）における造影剤通過箇所に注入切替判定用領域Ｄ２を設定し、図６のＺ１に示す体軸方向位置（断面図６１）における造影剤通過箇所を撮影切替判定用領域Ｄ１とする。
なお、各領域Ｄ１、Ｄ２の体軸方向位置は、必ずしも異なる断面とする必要はなく１断面内の異なる領域をそれぞれ注入切替判定用領域Ｄ２、撮影切替判定用領域Ｄ１に設定してもよい。また、異なる断面であっても、スライス幅の広いＸ線検出器を用いた場合には、異なる断面を同時に撮影することも可能である。
【００５４】
以下、具体的な動作手順を説明する。
第２の実施の形態では、
（ｉ）注入切替指示時刻ｔＢは、造影剤が注入切替判定用領域Ｄ２に到達した時刻とする。
（ｉｉ）撮影切替指示時刻ｔＡは造影剤が撮影切替判定用領域Ｄ１に到達した時刻とする。
第1の実施の形態とは異なり、注入切替指示時刻ｔＢは撮影切替指示時刻ｔＡとは無関係に決定される。
【００５５】
図７のフローチャートに示すように、第２の実施の形態の造影撮影処理では、まず第１の実施の形態（図２）のステップＳ１０１、ステップＳ１０２と同様に、撮影の準備が行われる。すなわち、被検体の撮影位置決め、監視撮影条件、本撮影条件、本撮影開始条件等の各種条件設定が行われる（ステップＳ２０１、Ｓ２０２）。また、第２の実施の形態では、撮影切替判定用閾値Ｐ１に加え、注入切替判定用閾値Ｐ２が設定されるものとする。
【００５６】
次に、システム制御装置１２６は、撮影切替判定用領域Ｄ１、注入切替判定用領域Ｄ２の指定を受け付ける（ステップＳ２０３、Ｓ２０４）。
【００５７】
システム制御装置１２６は、注入装置２に対して造影剤注入指示を送信する。注入装置２はステップＳ２０２で設定された注入条件に従って、まず造影剤注入を開始する（ステップＳ２０５）。
造影剤注入が開始されると、次にシステム制御装置１２６は、監視撮影の開始指示をスキャナ１００に送信する。監視撮影はステップＳ２０３、Ｓ２０４で設定された撮影切替判定用領域Ｄ１及び注入切替判定用領域Ｄ２に対して行われる（ステップＳ２０６）。スキャナ１００は、監視撮影の開始指示に応答して、撮影切替判定用領域Ｄ１、注入切替判定用領域Ｄ２の監視撮影を開始する。
【００５８】
監視撮影において、スキャナ１００は監視撮影条件に従って注入切替判定用領域Ｄ２及び撮影切替判定用領域Ｄ１を撮影し、データ収集装置１０７により収集した計測データを操作卓１２０の画像演算装置１２５に出力する。画像演算装置１２５は、スキャナ１００から入力された計測データに基づいて撮影切替判定用領域Ｄ１を含む断層像６１、注入切替判定用領域Ｄ２を含む断層像６２を再構成する（ステップＳ２０７）。これらの断層像６１，６２（監視画像データ）は、時系列に順次再構成され、操作卓制御装置１２２へ送出される。
【００５９】
操作卓制御装置１２２は、生成された各監視画像データ（断層像６１，６２）から、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値、及び注入切替判定用領域Ｄ２のＣＴ値を時系列に順次取得し、システム制御装置１２６へ出力する。
システム制御装置１２６は、生成された各監視画像データから、撮影切替判定用領域Ｄ１，注入切替判定用領域Ｄ２の各ＣＴ値を時系列に順次取得する（ステップＳ２０８）。そして、注入切替判定用領域Ｄ２のＣＴ値が注入切替判定用閾値Ｐ２に達したか否かを判定する（ステップＳ２０９）。
注入切替判定用領域Ｄ２のＣＴ値が注入切替判定用閾値Ｐ２以下の場合は、監視撮影を継続する（ステップＳ２０９；Ｎｏ→ステップＳ２０８）。
一方、注入切替判定用領域Ｄ２のＣＴ値が注入切替判定用閾値Ｐ２を上回ると、システム制御装置１２６は、直ちに注入切替指示を注入装置２に送信する（ステップＳ２０９；Ｙｅｓ→ステップＳ２１０）。
注入装置２は、注入する薬液を造影剤から生理食塩水へ切替える。
【００６０】
図８は、注入切替判定用領域Ｄ２のＣＴ値が注入切替判定用閾値Ｐ２に到達した段階でのＴＤＣである。図８に示すように、注入切替判定用領域Ｄ２の方が、撮影切替判定用領域Ｄ１よりも先に造影剤が到達する。
第２の実施の形態では、注入切替指示時刻ｔＢは、注入切替判定用領域Ｄ２のＣＴ値が注入切替判定用閾値Ｐ２に到達した時刻とする。
【００６１】
その後、システム制御装置１２６は、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値Ｐ１に達したか否かを判定する（図７のステップＳ２１１）。
撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値Ｐ１以下の場合は、監視撮影を継続する（ステップＳ２１０；Ｎｏ→ステップＳ２１１）。
一方、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値（ＣＴ値の和、平均値や中央値等を含む）が撮影切替判定用閾値Ｐ１を上回ると、システム制御装置１２６は、直ちに撮影切替指示をスキャナ１００に送信する（ステップＳ２１１；Ｙｅｓ→ステップＳ２１２）。
スキャナ１００は、本撮影条件に従って関心領域の撮影を開始する。
【００６２】
図９は、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値Ｐ１に到達した段階でのＴＤＣである。図９に示すように、撮影切替判定用領域Ｄ１に造影剤が到達した段階で、既に生理食塩水の注入が開始されている。
第２の実施の形態では、撮影切替指示時刻ｔＡは、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値Ｐ１に到達した時刻とする。
ただし、監視撮影から本撮影への撮影切替指示を送信後、撮影切替えに要する時間（想定待ち時間Ｔｗａｉｔ；図１０参照）が存在する。そのため、本撮影の開始時刻ｔＡ’は、撮影切替指示時刻ｔＡから想定待ち時間Ｔｗａｉｔだけ遅れる。
【００６３】
なお、ステップＳ２０９、ステップＳ２１１の判定処理では、第１の実施の形態と同様に、各領域Ｄ１、Ｄ２に該当する複数の画素のＣＴ値の和、平均値、または中央値等を算出し、各閾値と比較するようにすればよい。
【００６４】
以上説明したように、第２の実施の形態では、撮影切替判定用領域Ｄ１よりも上流（造影剤注入箇所に近い領域）に別の監視領域（注入切替判定用領域Ｄ２）を設け、注入切替判定用領域Ｄ２に造影剤が到達すると、撮影切替判定用領域Ｄ１に造影剤が到達する前であっても、造影剤注入から生理食塩水注入へ切替える。
そのため、より早いタイミングで生理食塩水の注入を開始できるため、造影剤の注入量を更に低減することも可能となる。
【００６５】
［第３の実施の形態］
次に、図１１〜図１７を参照して、第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１について説明する。
第３の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１の構成は、第１、第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１と同一であるため重複する説明を省略し、同一の各部には同一の符号を付して説明する。
【００６６】
造影撮影では、本撮影の段階で関心領域に造影剤が到達している必要があるが、関心領域以外に造影剤が停留しているとアーチファクトの原因となる恐れがある。そのため、第３の実施の形態では、本撮影の段階で造影剤を除去しておきたい領域（造影剤除去領域Ｄ３）も監視対象とし、撮影切替判定用領域Ｄ１とともに監視する。システム制御装置１２６は、造影剤除去領域Ｄ３への実際の造影剤の到達時間Ｔ４に基づいて生理食塩水の到達時間（計算生食到達時間Ｔ５）を推定し、造影剤から生理食塩水への注入切替後、計算生食到達時間Ｔ５だけ経過した時刻（ｔＢ＋Ｔ５）、または撮影切替指示を送信してから実際に撮影が切り替わるまでに要する想定待ち時間Ｔｗａｉｔだけ経過した時刻（ｔＢ＋Ｔｗａｉｔ）のうちいずれか遅い方を本撮影の開始時刻ｔＡ’とする。
このようにすることで、本撮影開始時刻ｔＡ’までに造影剤除去領域Ｄ３に生理食塩水が到達するので、本撮影の際にタイミングよく造影剤が造影剤除去領域Ｄ３から押し出されるようになる。
【００６７】
造影剤除去領域Ｄ３は、撮影切替判定用領域Ｄ１よりも上流（造影剤注入箇所により近い位置）であって、本撮影の際に造影剤を除去しておきたい領域とする。
例えば、図１１のＺ１に示す体軸方向位置（断面図６１）における造影剤通過箇所に撮影切替判定用領域Ｄ１を設定した場合、図１１のＺ３に示す体軸方向位置（断面図６３）の造影剤通過箇所を造影剤除去領域Ｄ３として設定できる。
なお、各領域Ｄ１、Ｄ３の体軸方向位置は、必ずしも異なる断面とする必要はなく１断面内の異なる領域をそれぞれ造影剤除去領域Ｄ３、撮影切替判定用領域Ｄ１に設定してもよい。また、スライス幅の広いＸ線検出器を用いた場合には、異なる断面を同時に撮影することも可能である。
【００６８】
以下、具体的な動作手順を説明する。
第３の実施の形態では、
（ｉ）造影剤が造影剤除去領域Ｄ３に到達すると、造影剤の到達に要した時間（実造影剤到達時間Ｔ４）に基づいて生理食塩水が造影剤除去領域Ｄ３に到達する時間（計算生食到達時間Ｔ５）を計算する。
（ii）撮影切替指示時刻ｔＡ、注入切替指示時刻ｔＢは、いずれも撮影切替判定用領域Ｄ１に造影剤が到達した時刻とする。
（iii）注入切替後であって、計算生食到達時間Ｔ５、または撮影切替指示送信後、実際に撮影切替に要する時間（想定待ち時間Ｔｗａｉｔ）のうちいずれか長い方だけ遅れて本撮影が開始されるように、撮影切替指示を送る。
【００６９】
図１２のフローチャートに示すように、第３の実施の形態の造影撮影処理では、まず第１の実施の形態（図２）のステップＳ１０１、ステップＳ１０２と同様に、撮影の準備が行われる。すなわち、被検体の撮影位置決め、監視撮影条件、本撮影条件、本撮影開始条件等の各種条件設定が行われる（ステップＳ３０１、Ｓ３０２）。
【００７０】
次に、システム制御装置１２６は、撮影切替判定用領域Ｄ１、造影剤除去領域Ｄ３の指定を受け付ける（ステップＳ３０３、Ｓ３０４）。
【００７１】
システム制御装置１２６は、注入装置２に対して造影剤注入指示を送信する。注入装置２はステップＳ３０２で設定された注入条件に従って、まず造影剤注入を開始する（ステップＳ３０５）。このとき、システム制御装置１２６は、造影剤注入指示を送信した時刻を計時し、造影剤注入開始時刻ｔ１（図１５参照）としてＲＡＭに保持する。
【００７２】
造影剤注入が開始されると、次にシステム制御装置１２６は、監視撮影の開始指示をスキャナ１００に送信する。監視撮影はステップＳ３０３、Ｓ３０４で設定された撮影切替判定用領域Ｄ１及び造影剤除去領域Ｄ３に対して行われる。システム制御装置１２６は、監視撮影開始指示を送信した時刻を計時し、監視撮影開始時刻ｔ２（図１５参照）としてＲＡＭに保持する。
スキャナ１００は、監視撮影の開始指示に応答して、撮影切替判定用領域Ｄ１、造影剤除去領域Ｄ３の監視撮影を開始する（ステップＳ３０６）。
【００７３】
監視撮影において、スキャナ１００は監視撮影条件に従って撮影切替判定用領域Ｄ１及び造影剤除去領域Ｄ３を撮影し、データ収集装置１０７により収集した計測データを操作卓１２０の画像演算装置１２５に出力する。画像演算装置１２５は、スキャナ１００から入力された計測データに基づいて撮影切替判定用領域Ｄ１を含む断層像６１、造影剤除去領域Ｄ３を含む断層像６３を再構成する（ステップＳ３０７）。これらの断層像６１，６３（監視画像データ）は、時系列に順次再構成され、操作卓制御装置１２２へ送出される。
【００７４】
操作卓制御装置１２２は、生成された各監視画像データから、撮影切替判定用領域Ｄ１，造影剤除去領域Ｄ３のＣＴ値を時系列に順次取得する（ステップＳ３０８）。そして、造影剤除去領域Ｄ３のＣＴ値が造影剤到達判定用閾値Ｐ３に達したか否かを判定する（ステップＳ３０９）。
造影剤除去領域Ｄ３のＣＴ値が造影剤到達判定用閾値Ｐ３以下の場合は、監視撮影を継続する（ステップＳ３０９；Ｎｏ→ステップＳ３０８）。
一方、造影剤除去領域Ｄ３のＣＴ値が造影剤到達判定用閾値Ｐ３を上回ると、システム制御装置１２６は、造影剤除去領域Ｄ３に造影剤が到達したと判断し、実造影剤到達時間Ｔ４を算出する（ステップＳ３０９；Ｙｅｓ→ステップＳ３１０）。
第３の実施の形態における実造影剤到達時間Ｔ４は、造影剤注入開始時刻ｔ１と造影剤が造影剤除去領域Ｄ３に到達した時刻ｔ３から求められる。すなわち、実造影剤到達時間Ｔ４は、式（４）から求められる。
【００７５】
実造影剤到達時間Ｔ４＝造影剤が造影剤除去領域に到達した時刻ｔ３−造影剤注入開始時刻ｔ１・・・（４）
【００７６】
次にシステム制御装置１２６は、実造影剤到達時間Ｔ４に基づいて、生理食塩水が造影剤除去領域Ｄ３に到達する時間を推定する（ステップＳ３１１）。生理食塩水が注入されてから造影剤除去領域Ｄ３へ到達するまでに要する時間を以下、計算生食到達時間Ｔ５と呼ぶ。
【００７７】
計算生食到達時間Ｔ５は、実造影剤注入時間Ｔ４、造影剤と生理食塩水との注入速度比、及び換算係数から求められる。
計算生食到達時間Ｔ５は以下の式（５）により求められる。
【００７８】
計算生食到達時間Ｔ５ ＝実造影剤注入時間Ｔ４×｛生理食塩水注入速度／造影剤注入速度｝×換算係数 ・・・（５）
ただし、０＜換算係数＜１とする。
【００７９】
図１５は、造影剤除去領域Ｄ３のＣＴ値が造影剤到達判定用閾値Ｐ３に到達した時刻ｔ３におけるＣＴ値の変化を示している。造影剤除去領域Ｄ３のＣＴ値は撮影切替判定用領域Ｄ１よりも早く閾値Ｐ３に到達し、この時点で、造影剤除去領域Ｄ３に造影剤が到達するのに要した時間（実造影剤到達時間Ｔ４）が計算される。
また、上述のように、実造影剤到達時間Ｔ４に基づいて計算生食到達時間Ｔ５が計算される。
この段階では、まだ、撮影切替指示、及び注入切替指示は送信されていない。
【００８０】
第３の実施の形態では、生理食塩水を注入開始してから、撮影切替指示送信後、実際に撮影が切替わる時間（想定待ち時間Ｔｗａｉｔ）、または計算生食到達時間Ｔ５のうち、長い方の時間が経過したときに本撮影が開始されるよう、撮影切替指示を生成する。すなわち、注入切替指示時刻ｔＢと撮影切替指示時刻ｔＡとを同じ時刻とし、実際の本撮影開始時刻ｔＡ’は、「注入切替指示時刻ｔＢ＋想定待ち時間Ｔｗａｉｔ」または「注入切替指示時刻ｔＢ＋計算生食到達時間Ｔ５」のいずれか遅い方とする。
【００８１】
すなわち、図１２のステップＳ３１２において、計算生食到達時間Ｔ５の方が想定待ち時間Ｔｗａｉｔよりも長いと判定された場合は（ステップＳ３１２；Ｙｅｓ）、図１３のフローチャートへ移行し、想定待ち時間Ｔｗａｉｔの方が計算生食到達時間Ｔ５よりも長いと判定された場合は（ステップＳ３１２；Ｎｏ）、図１４のフローチャートへ移行する。
【００８２】
図１２のステップＳ３１２において、計算生食到達時間Ｔ５の方が想定待ち時間Ｔｗａｉｔよりも長いと判定された場合は（ステップＳ３１２；Ｙｅｓ）、図１３に示すように、まず、「撮影切替指示時刻ｔＡ＝注入切替指示時刻ｔＢ」と設定し、かつ、本撮影の本撮影開始時刻ｔＡ’を「注入切替指示時刻ｔＢ＋計算生食到達時間Ｔ５」と設定する（ステップＳ３１３）。
そして、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値Ｐ１を上回ると（ステップＳ３１４；Ｙｅｓ）、システム制御装置１２６は注入切替信号を注入装置２の注入制御装置２１１へ送信するとともに、撮影切替信号をスキャナ１００へ送信する（ステップＳ３１５、ステップＳ３１６）。
注入装置２の注入制御装置２１１は生理食塩水注入へ切り替える。
スキャナ１００は、監視撮影を停止し、本撮影の準備を行う。
その後、計算生食到達時間Ｔ５が経過し、現在時刻ｔが本撮影開始時刻ｔＡ’（＝ｔＢ＋Ｔ５）になると（ステップＳ３１６）、スキャナ１００は本撮影を開始する（ステップＳ３１８）。
【００８３】
一方、図１２のステップＳ３１２において、想定待ち時間Ｔｗａｉｔの方が計算生食到達時間Ｔ５よりも長いと判定された場合は（ステップＳ３１２；Ｎｏ）、図１４に示すように、まず、「撮影切替指示時刻ｔＡ＝注入切替指示時刻ｔＢ」と設定し、かつ、本撮影開始時刻ｔＡ’を「注入切替指示時刻ｔＢ＋想定待ち時間Ｔｗａｉｔ」と設定する（ステップＳ３１９）。
そして、撮影切替判定用領域Ｄ１のＣＴ値が撮影切替判定用閾値Ｐ１を上回ると（ステップＳ３２０；Ｙｅｓ）、システム制御装置１２６は注入切替信号を注入装置２の注入制御装置２１１へ送信するとともに、撮影切替信号をスキャナ１００へ送信する（ステップＳ３２１、ステップＳ３２２）。
注入装置２の注入制御装置２１１は生理食塩水注入へ切り替える。
スキャナ１００は、監視撮影を停止し、本撮影の準備を行う。
その後、計算生食到達時間Ｔ５が経過し、現在時刻ｔが本撮影開始時刻ｔＡ’（＝ｔＢ＋Ｔ５）になると（ステップＳ３２３）、スキャナ１００は本撮影を開始する（ステップＳ３２４）。
【００８４】
図１６は、計算生食到達時間Ｔ５の方が想定待ち時間Ｔｗａｉｔよりも長い場合、図１７は、想定待ち時間Ｔｗａｉｔの方が計算生食到達時間Ｔ５よりも長い場合についての、注入切替及び撮影切替指示のタイミングと、本撮影開始のタイミングを示す図である。
【００８５】
図１６に示すように、計算生食到達時間Ｔ５の方が想定待ち時間Ｔｗａｉｔよりも長い場合は、注入切替指示時刻ｔＢから、計算生食到達時間Ｔ５だけ経過した後に、実際に本撮影に切り替わるように撮影切替指示を送信する。すると、生理食塩水が注入開始されるとともに、スキャナ１００では監視撮影を停止し、生理食塩水が造影剤除去領域Ｄ３に到達するまでの間に本撮影の準備を行う。そして、生理食塩水が実造影剤除去領域Ｄ３に到達する時刻ｔＡ’（＝ｔＢ＋Ｔ５）に円滑に本撮影を開始する。従って、本撮影時にタイミングよく実造影剤除去領域Ｄ３から造影剤が除去されるようになる。
【００８６】
一方、想定待ち時間Ｔｗａｉｔの方が計算生食到達時間Ｔ５よりも長い場合は、図１７に示すように、注入切替指示時刻ｔＢから、想定待ち時間Ｔｗａｉｔだけ経過した後に、実際に本撮影に切り替わるように撮影切替指示を送信する。すると、生理食塩水が注入開始されるとともに、スキャナ１００では監視撮影を停止し、生理食塩水が造影剤除去領域Ｄ３に到達するまでの間に本撮影の準備を行う。そして、生理食塩水が実造影剤除去領域Ｄ３に到達する時刻ｔＡ’（＝ｔＢ＋Ｔｗａｉｔ）に円滑に本撮影を開始する。従って、本撮影時にタイミングよく実造影剤除去領域Ｄ３から造影剤が除去されるようになる。
【００８７】
以上説明したように、第３の実施の形態では、撮影切替判定用領域Ｄ１よりも上流（造影剤注入箇所に近い領域）であって、本撮影時に造影剤を除去すべき領域（造影剤除去領域Ｄ３）を設定し、撮影切替判定用領域Ｄ１と造影剤除去領域Ｄ３とを監視対象とする。システム制御装置１２６は、造影剤除去領域Ｄ３のＣＴ値の大きさに基づいて造影剤が造影剤除去領域Ｄ３に到達するのに要した実造影剤到達時間Ｔ４を求め、また、実造影剤到達時間Ｔ４に基づいて、生理食塩水が造影剤除去領域Ｄ３へ到達するまでの時間（計算生食到達時間Ｔ５）を予測する。そして、生理食塩水への注入切替後、撮影切替の準備に要する時間（想定待ち時間Ｔｗａｉｔ）または計算生食到達時間Ｔ５のうちいずれか長い方の時間経過後に実際に本撮影が開始するように、撮影切替指示を送信する。
そのため、本撮影開始時ｔＡ’には、生理食塩水が造影剤除去領域Ｄ３に到達して造影剤除去領域Ｄ３から造影剤が除去されるため、造影剤の停留によるアーチファクトを低減できる。
【００８８】
以上、第１から第３の実施の形態で説明したように、本発明のＸ線ＣＴ装置１は、まず、監視撮影により撮影切替判定用領域Ｄ１の画素値を監視し、撮影切替判定用領域Ｄ１の画素値の大きさに基づいて、監視撮影から本撮影への撮影切替タイミングを決定する。また、撮影切替判定用領域Ｄ１または撮影切替判定用領域Ｄ１とは別の監視領域（例えば、注入切替判定用領域Ｄ２や造影剤除去領域Ｄ３）の監視画像データに基づいて、造影剤から生理食塩水への注入切替タイミングを決定する。
そのため、自動的に撮影切替と注入切替ができる。
【００８９】
また、監視対象とする領域へ造影剤が到達する時間（実造影剤到達時間Ｔ１、Ｔ４）を実測し、実造影剤到達時間に基づいて生理食塩水がその領域に到達する時間（計算生食到達時間Ｔ２、Ｔ５）を推定して、撮影切替タイミングや注入切替タイミングを決定するため、どのような撮影部位、造影剤の種類にも対応でき、また個人差や疾患による造影剤の流れの差にも柔軟に対応した切替制御を行える。
【００９０】
また、撮影切替判定用領域Ｄ１とは別に、注入切替判定用領域Ｄ２を設定し、注入切替判定用領域Ｄ１への造影剤到達に応じて生理食塩水への注入切替を行い、撮影切替判定用領域Ｄ１への造影剤到達に応じて本撮影への撮影切替を行うようにすれば、生理食塩水の注入タイミングを撮影の切替タイミングよりも早く行うことも可能となり、より造影剤の使用量を低減でき、被検者にとって負担の少ない造影検査を実現できる。
【００９１】
また、撮影切替判定用領域Ｄ１とは別に、造影剤と除去したい領域（造影剤除去領域Ｄ３）を監視対象に設定し、造影剤除去領域Ｄ３への実造影剤到達時間Ｔ４に基づいて計算生食到達時間Ｔ５を推定し、本撮影の開始タイミングを決定するようにすれば、本撮影の際に、ちょうどよいタイミングで造影剤除去領域Ｄ３の造影剤を排出することもでき、造影剤の停留によるアーチファクトの発生を防止できる。
【００９２】
以上、本発明に係るＸ線ＣＴ装置１の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００９３】
１……………Ｘ線ＣＴ装置
１００………スキャナ
１２０………操作卓
１２１………操作装置
１２２………操作卓制御装置
１２３………記憶装置
１２４………表示装置
１２５………画像演算装置
１２６………システム制御装置
２……………注入装置
２００………操作部
２０１………操作入力装置
２１０………ヘッド部
２１１………注入制御装置
２１２………薬液注入装置
Ｄ１…………撮影切替判定用領域
Ｄ２…………注入切替判定用領域
Ｄ３…………造影剤除去領域
ｔＡ…………撮影切替指示時刻
ｔＡ’………本撮影開始時刻
ｔＢ…………注入切替指示時刻
ｔｅｎｄ………想定本撮影終了時刻
Ｔ１、Ｔ４…実造影剤到達時間
Ｔ２、Ｔ５…計算生食到達時間（生理食塩水到達時間）
Ｔｗａｉｔ………想定待ち時間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に造影剤及び生理食塩水を注入する注入手段を具備するＸ線ＣＴ装置であって、
前記造影剤が注入される被検体を監視撮影し、前記被検体の監視画像データを時系列に取得する監視撮影手段と、
前記監視画像データに含まれる撮影切替判定用領域の画素値の大きさに基づいて、前記監視撮影から本撮影への撮影切替タイミングを決定する撮影切替手段と、
前記撮影切替判定用領域または前記監視画像データに含まれる別の監視領域の画素値の大きさに基づいて、前記造影剤から前記生理食塩水への注入切替タイミングを決定する注入切替手段と、
を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
本撮影の開始時に造影剤を除去すべき造影剤除去領域を前記別の監視領域とし、
前記撮影切替手段は、
前記造影剤除去領域の画素値の大きさに基づいて前記造影剤除去領域に造影剤が到達する実造影剤到達時間を計測し、実造影剤到達時間に基づいて生理食塩水が当該造影剤除去領域に到達する生理食塩水到達時間を推定し、
前記注入切替手段による注入切替後であって、前記生理食塩水到達時間の経過後、または撮影切替指示送信後、実際に撮影が切り替わるまでの想定待ち時間経過後のうちいずれか遅い方の時刻を前記撮影切替タイミングとすることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
本撮影の関心領域を前記撮影切替判定用領域とし、
前記注入切替手段は、
前記撮影切替判定用領域の画素値の大きさに基づいて前記関心領域に造影剤が到達する実造影剤到達時間を計測し、実造影剤到達時間に基づいて生理食塩水が当該関心領域に到達する生理食塩水到達時間を推定し、
想定本撮影終了時刻から前記生理食塩水到達時間だけ遡った時刻を、前記注入切替タイミングとすることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記撮影切替手段は、
前記実造影剤到達時間と、前記注入手段に設定された前記造影剤の注入速度と前記生理食塩水の注入速度との比率と、前記造影剤の種類に応じて定められた換算係数とに基づいて、前記生理食塩水到達時間を推定することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
被検体に造影剤及び生理食塩水を注入しながら撮影を行う造影撮影方法であって、
前記造影剤が注入される被検体を監視撮影し、前記被検体の監視画像データを時系列に取得し、
前記監視画像データに含まれる撮影切替判定用領域の画素値の大きさに基づいて、前記監視撮影から本撮影への撮影切替タイミングを決定し、
前記撮影切替判定用領域または前記監視画像データに含まれる別の監視領域の画素値の大きさに基づいて、前記造影剤から前記生理食塩水への注入切替タイミングを決定する
ことを特徴とする造影撮影方法。
【請求項１】
被検体に造影剤及び生理食塩水を注入する注入手段を具備するＸ線ＣＴ装置であって、
前記造影剤が注入される被検体を監視撮影し、前記被検体の監視画像データを時系列に取得する監視撮影手段と、
前記監視画像データに含まれる撮影切替判定用領域の画素値の大きさに基づいて、前記監視撮影から本撮影への撮影切替タイミングを決定する撮影切替手段と、
前記撮影切替判定用領域または前記監視画像データに含まれる別の監視領域の画素値の大きさに基づいて、前記造影剤から前記生理食塩水への注入切替タイミングを決定する注入切替手段と、
を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
本撮影の開始時に造影剤を除去すべき造影剤除去領域を前記別の監視領域とし、
前記撮影切替手段は、
前記造影剤除去領域の画素値の大きさに基づいて前記造影剤除去領域に造影剤が到達する実造影剤到達時間を計測し、実造影剤到達時間に基づいて生理食塩水が当該造影剤除去領域に到達する生理食塩水到達時間を推定し、
前記注入切替手段による注入切替後であって、前記生理食塩水到達時間の経過後、または撮影切替指示送信後、実際に撮影が切り替わるまでの想定待ち時間経過後のうちいずれか遅い方の時刻を前記撮影切替タイミングとすることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
本撮影の関心領域を前記撮影切替判定用領域とし、
前記注入切替手段は、
前記撮影切替判定用領域の画素値の大きさに基づいて前記関心領域に造影剤が到達する実造影剤到達時間を計測し、実造影剤到達時間に基づいて生理食塩水が当該関心領域に到達する生理食塩水到達時間を推定し、
想定本撮影終了時刻から前記生理食塩水到達時間だけ遡った時刻を、前記注入切替タイミングとすることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記撮影切替手段は、
前記実造影剤到達時間と、前記注入手段に設定された前記造影剤の注入速度と前記生理食塩水の注入速度との比率と、前記造影剤の種類に応じて定められた換算係数とに基づいて、前記生理食塩水到達時間を推定することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
被検体に造影剤及び生理食塩水を注入しながら撮影を行う造影撮影方法であって、
前記造影剤が注入される被検体を監視撮影し、前記被検体の監視画像データを時系列に取得し、
前記監視画像データに含まれる撮影切替判定用領域の画素値の大きさに基づいて、前記監視撮影から本撮影への撮影切替タイミングを決定し、
前記撮影切替判定用領域または前記監視画像データに含まれる別の監視領域の画素値の大きさに基づいて、前記造影剤から前記生理食塩水への注入切替タイミングを決定する
ことを特徴とする造影撮影方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
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【図４】
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【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−２７４６７（Ｐ２０１３−２７４６７Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６４１３８（Ｐ２０１１−１６４１３８）
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
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