Ｘ線ＣＴ装置
【課題】 モニタリングスキャン時の被曝線量を低減しながら、TDCを正確に予測できるX線CT装置を提供する。
【解決手段】 造影剤が投与された被検者の関心領域の画素値の経時変化から、前記関心領域の画素値が予め定められた目標値に到達する時間を求め、前記目標値に到達する時間に基づいて本スキャンを開始するタイミングを決定するX線CT装置であって、前記関心領域の画素値の経時変化を予測する初期モデルを作成する初期モデル作成部と、前記初期モデルを更新前モデルとして保持する更新前モデル保持部と、モニタリングスキャンにより取得した計測データに基づいて前記更新前モデルを更新して更新後モデルを作成する更新モデル作成部と、前記更新前モデルと前記更新後モデルとの差分量に応じて、次のモニタリングスキャンを実施するか否かを判定するスキャン実施判定部と、を備えることを特徴とする。
【解決手段】 造影剤が投与された被検者の関心領域の画素値の経時変化から、前記関心領域の画素値が予め定められた目標値に到達する時間を求め、前記目標値に到達する時間に基づいて本スキャンを開始するタイミングを決定するX線CT装置であって、前記関心領域の画素値の経時変化を予測する初期モデルを作成する初期モデル作成部と、前記初期モデルを更新前モデルとして保持する更新前モデル保持部と、モニタリングスキャンにより取得した計測データに基づいて前記更新前モデルを更新して更新後モデルを作成する更新モデル作成部と、前記更新前モデルと前記更新後モデルとの差分量に応じて、次のモニタリングスキャンを実施するか否かを判定するスキャン実施判定部と、を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はX線CT(Computed Tomography)装置に係り、特に造影撮影を支援する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
X線CT装置に代表されるX線診断装置を用いて、血管や消化管等の組織を高い精度で画像診断するために、造影撮影が行われている。造影撮影とは、被検者に造影剤を投与した後、当該被検者にX線を照射して撮影する手法である。
【０００３】
X線CT装置における造影撮影では被曝低減の観点から、被検者に投与した造影剤が撮影部位に流入した時点で、断層画像を取得するためのスキャンである本スキャンを開始することが重要である。例えば、特許文献1では、造影剤の流入を検出するために、本スキャンの前にモニタリングスキャンと呼ばれる予備のスキャンが行われ、モニタリングスキャンにより得られたデータに基づき、本スキャンを開始するタイミングを自動化している。具体的には、本スキャンよりも低線量のX線を被検者に照射するモニタリングスキャンと、モニタリングスキャンで得られるデータから断層画像を低解像度で再構成することを繰り返して行い、再構成画像の関心領域(ROI：Region Of Interest)における画素値(CT値)を抽出して、造影剤濃度を判定し、関心領域におけるCT値が予め設定された閾値(目標値)を超過した時点で、モニタリングスキャンを停止して、本スキャンを開始する。ここで、ある関心領域の造影剤注入によるCT値の経時変化はTDC(Time Density Curve)と呼ばれる。非特許文献1では、造影剤の注入条件とTDCとの関係が述べられている。
【０００４】
モニタリングスキャンはX線を照射し続ける連続スキャンが一般的であるが、モニタリングスキャンにより得られるデータは着目組織の断層画像の取得に寄与しないため、被曝低減の観点からは連続スキャンでないことが望ましい。特許文献1では、間欠的にX線を照射する間欠モニタリングスキャンを実施することで取得したデータからTDCを算出し、本スキャン開始タイミングを予測することで、モニタリグスキャンの回数の削減による被曝低減をしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2009-39330号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】八町淳著、「CTと造影理論」、日本放射線技術学会雑誌 第64巻第6号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献1で用いられる間欠モニタリングスキャンによって取得されるTDCでは、本スキャンの開始タイミングを高精度に予測することができない場合がある。TDCの予測精度が不適切な場合、本スキャンにより得られた断層画像が診断に適さず、再撮影になることもあり、被検者に多大な負担を与えることになる。
【０００８】
そこで本発明の目的は、モニタリングスキャン時の被曝線量を低減しながら、TDCを正確に予測できるX線CT装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、造影剤が投与された被検者の関心領域の画素値の経時変化であるTDCを予測するモデルを作成し、モニタリングスキャンで取得した計測データに基づき作成されたモデルを更新することにより、少ないモニタリングスキャンで高精度なTDCを取得するX線CT装置である。
【００１０】
具体的には、造影剤が投与された被検者の関心領域の画素値の経時変化から、前記関心領域の画素値が予め定められた目標値に到達する時間を求め、前記目標値に到達する時間に基づいて本スキャンを開始するタイミングを決定するX線CT装置であって、前記関心領域の画素値の経時変化を予測する初期モデルを作成する初期モデル作成部と、前記初期モデルを更新前モデルとして保持する更新前モデル保持部と、モニタリングスキャンにより取得した計測データに基づいて前記更新前モデルを更新して更新後モデルを作成する更新モデル作成部と、前記更新前モデルと前記更新後モデルとの差分量に応じて、次のモニタリングスキャンを実施するか否かを判定するスキャン実施判定部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、モニタリングスキャン時の被曝線量を低減しながら、TDCを正確に予測できるX線CT装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のX線CT装置の全体構成を示すブロック図
【図２】本発明の造影撮影支援装置の構成を示す図
【図３】本発明の実施例1の処理の流れを示す図
【図４】TDC(Time Density Curve)の一例を示す図
【図５】本発明の実施例2の処理の流れを示す図
【図６】本発明の実施例3の処理の流れを示す図
【図７】本発明の実施例4の処理の流れを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に従って本発明に係るX線CT装置の好ましい実施形態について説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成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。
【００１４】
図1はX線CT装置の全体構成を示すブロック図である。図1に示すようにX線CT装置1は、スキャンガントリ部100と操作ユニット120とを備える。
【００１５】
スキャンガントリ部100は、X線管装置101と、回転円盤102と、コリメータ103と、X線検出器106と、データ収集装置107と、寝台装置105と、ガントリ制御装置108と、寝台制御装置109と、X線制御装置110と、を備えている。X線管装置101は寝台装置105上に載置された被検体にX線を照射する装置である。コリメータ103はX線管装置101から照射されるX線の放射範囲を制限する装置である。回転円盤102は、寝台装置105上に載置された被検体が入る開口部104を備えるとともに、X線管装置101とX線検出器106を搭載し、被検体の周囲を回転するものである。X線検出器106は、X線管装置101と対向配置され被検体を透過したX線を検出することにより透過X線の空間的な分布を計測する装置であり、多数の検出素子を回転円盤102の回転方向に1次元に配列したもの、あるいは多数の検出素子を回転円盤102の回転方向と回転軸方向との2次元に配列したものである。データ収集装置107は、X線検出器106で検出されたX線量をデジタルデータとして収集する装置である。ガントリ制御装置108は回転円盤102の回転及び傾斜を制御する装置である。寝台制御装置109は、寝台装置105の上下前後左右動を制御する装置である。X線制御装置110はX線管装置101に入力される電力を制御する装置である。
【００１６】
操作ユニット120は、入力装置121と、画像処理装置122と、表示装置125と、記憶装置123と、システム制御装置124と、造影撮影支援部130を備えている。入力装置121は、被検体氏名、検査日時、撮影条件等を入力するための装置であり、具体的にはキーボードやポインティングデバイス等である。画像処理装置122は、データ収集装置107から送出される計測データを演算処理してCT画像の再構成を行う装置である。表示装置125は、画像処理装置122で作成されたCT画像を表示する装置であり、具体的にはCRT(Cathode-Ray Tube)や液晶ディスプレイ等である。記憶装置123は、データ収集装置107で収集したデータ及び画像処理装置122で作成されたCT画像の画像データ等を記憶する装置であり、具体的にはHDD(Hard Disk Drive)等である。造影撮影支援部130については後で詳細に説明する。システム制御装置124は、これらの装置及びガントリ制御装置108と寝台制御装置109とX線制御装置110を制御する装置である。
【００１７】
入力装置121から入力された撮影条件、特にX線管電圧やX線管電流等に基づきX線制御装置110がX線管装置101に入力される電力を制御することにより、X線管装置101は撮影条件に応じたX線を被検体に照射する。X線検出器106は、X線管装置101から照射され被検体を透過したX線を多数のX線検出素子で検出し、透過X線の分布を計測する。回転円盤102はガントリ制御装置108により制御され、入力装置121から入力された撮影条件、特に回転速度等に基づいて回転する。寝台装置105は寝台制御装置109によって制御され、入力装置121から入力された撮影条件、特にらせんピッチ等に基づいて動作する。
【００１８】
X線管装置101からのX線照射とX線検出器106による透過X線分布の計測が回転円盤102の回転とともに繰り返されることにより、様々な角度からの投影データが取得される。取得された様々な角度からの投影データは画像処理装置122に送信される。画像処理装置122は送信された様々な角度からの投影データを逆投影処理することによりCT画像を再構成する。再構成して得られたCT画像は表示装置125に表示される。
【００１９】
以上説明したX線CT装置1を用いて造影撮影を行う際には、より少ないモニタリングスキャンによりTDC(Time Density Curve)を正確に予測することが重要である。正確にTDCを予測することにより、着目組織に造影剤が到達してCT値が適切な値となる時間が高精度に見積もれるので、診断に適した画像を取得することが可能となる。以下、TDCの予測及び更新をする造影撮影支援部130について説明する。
【実施例１】
【００２０】
図2は、実施例1の造影撮影支援部130の構成を示すブロック図である。造影撮影支援部130は、初期モデル作成部131、更新前モデル保持部132、実測値取得部133、更新モデル作成部134、スキャン実施判定部135を備える。
【００２１】
初期モデル作成部131は、生理学的パラメータ30及び造影パラメータ31から、TDCの初期モデル40を作成するものである。生理学的パラメータ30とは、被検者の撮影部位、体重、体格、造影剤の注入位置等を少なくとも一つ含むものである。造影パラメータ31は、造影剤の注入速度(mg/sec)、注入時間(sec)、注入される造影剤の総量(mg)等を少なくとも一つ含むものである。初期モデル40の作成方法については後述する。
【００２２】
更新前モデル保持部132は、初期モデル40もしくは更新モデル作成部134で作成される更新後モデル46を更新前モデル45として保持するものである。なお、更新前モデル保持部132として、記憶装置123を利用しても良い。
【００２３】
実測値取得部133は、モニタリングスキャン実行時の関心領域のCT値を実測値44として取得するものである。より具体的には、モニタリングスキャンを実行することにより取得された計測データ42を用いて画像処理装置122が作成した画像データ43から、関心領域のCT値を実測値44として取得するのが実測値取得部133である。
【００２４】
更新モデル作成部134は、実測値44と、更新前モデル45とに基づき、更新後モデル46を作成するものである。更新後モデル46の作成方法については後述する。
【００２５】
スキャン実施判定部135は、更新前モデル45と更新後モデル46との差分量、及び更新後モデル46との少なくとも一方に基づき、スキャン実施判定を行うものである。スキャン実施判定の結果に応じて、システム制御装置124に、モニタリングスキャン依頼、または本スキャン開始依頼を送る。
【００２６】
図3は、本発明の本実施形態の処理の流れを示す図である。以下、図3の各ステップについて詳細に説明する。
【００２７】
(ステップ100)
初期モデル作成部131は、入力装置121で設定された生理学的パラメータ30、造影パラメータ31に基づき、TDCの初期モデル40を作成する。なお、生理学的パラメータ30、造影パラメータ31は外部の装置から送信されたものでもよい。
【００２８】
TDCの初期モデル40を作成する方法の一例について説明する。
【００２９】
非特許文献1にも示されているようにTDCは図4のような波形となる。非特許文献1では、造影剤の注入条件から求められる3つのパラメータx1〜x3と、図4に示したTDCの6つのパラメータy1〜y6との間に次式のような関係があることを開示している。
【００３０】
【数１】
ここで、
y1：造影剤到達時間(sec)
y2：傾き(HU/sec)
y3：最大CT値到達時間(sec)
y4：最大CT値(HU)
y5：持続時間(sec)
y6：平衡相CT値(HU)
x1：時間当たりヨウド量(mg/sec)
x2：注入時間(sec)
x3：使用総ヨウド量(g)
a11〜a63、b1〜b6：被検者の生理学的パラメータ(体重、体格、撮影部位)によって決まる係数
である。
【００３１】
非特許文献1に記載された係数a11〜a63、b1〜b6の一例を次式に示す。式(2)は肝臓撮影の場合の例である。
【００３２】
【数２】
本実施形態では、式(1)を用いて初期モデル40を作成する。なお、生理学的パラメータと係数a11〜a63、b1〜b6とを対応付けてデータベース等に保持しておくことにより、生理学的パラメータが異なる場合であっても、式(1)を用いることができる。造影剤の注入条件から求められる3つのパラメータx1〜x3が定まれば、式(1)によりTDCの形状が算出できる。なおTDCの形状の算出方法は式(1)に限定されず、生理学パラメータ及び造影パラメータからTDCの形状を算出できる方法であれば、他の方法でも良い。
【００３３】
次に算出されたTDCの形状を既知の関数、例えばガウス分布や3次関数でフィッティングして、既知の関数に置き換え、初期モデル40とする。本実施形態では既知の関数としてガウス分布を用いる。ガウス分布f(t)は次式で表される。
【００３４】
【数３】
ここで、A:最大値、μ：平均値、σ2：分散である。
【００３５】
算出されたTDCの形状と式(3)とのフィッティングには、例えば最小二乗法を用いて両者の差分が最小となるようにA、μ、σを決定する。フィッティングに用いられるTDCの形状データは、少なくとも図4中のy3である最大CT値到達時間までの範囲を用いる。また必要に応じて図4中のy5である持続時間の半分をy3に加算した範囲を用いても良い。
【００３６】
決定されたA、μ、σがA0、μ0、σ0であるとき、初期モデル40は次式で表される。
【００３７】
【数４】
なお、既知の関数として3次関数を用いる場合は、式(3)に代わり次式を用いる。
【００３８】
【数５】
ここで、a〜dは係数である。
【００３９】
また、算出されたTDCの形状が、ガウス分布や3次関数等でフィッティングが困難な場合には、多項式展開することで初期モデル40を作成してもよい。
【００４０】
(ステップ101)
更新前モデル保持部132は、ステップ100にて作成された初期モデル40を更新前モデル45として保持する。
【００４１】
(ステップ102)
システム制御装置124は、造影剤の注入を開始してから所定の時間が経過した後、モニタリングスキャンを1度実行する。モニタリングスキャンの実行により取得された計測データ42を用いて、画像処理装置122は画像データ43を生成する。実測値取得部133は、画像データ43から、関心領域のCT値である実測値44を取得する。なお、所定の時間の一例としては、図4中のy1である造影剤到達時間である。また所定の時間の別の例としては更新前モデル45を用いて求められる図4中のy3である最大CT値到達時間の半分の値、すなわちy3/2である。
【００４２】
モニタリングスキャンの実行方法としては、回転盤102を360度回転させて計測されたデータを用いて、1つの断面画像を生成するようにしても良いし、再構成開始角度をずらした部分再構成を複数回行い、計測時刻の異なる複数の断面画像を生成するようにしても良い。部分再構成を複数回行った場合、360度回転による計測で、複数時刻の実測値44を取得することができる。例えば再構成開始角度を0度、90度、180度、再構成範囲を180度として、部分再構成を行うと計測時刻の異なる3つの実測値44が取得される。なお、再構成開始角度を適時調整することにより、部分再構成の回数は3回に限定されない。また、再構成範囲も180度に限定されず、180度以上の範囲において適時調整される。なお、本ステップで取得される実測値44は、ステップ101で用いられる既知の関数中の未知数の分だけ取得されることが好ましい。例えば、式(3)を用いる場合は3つ、式(5)を用いる場合は4つの実測値44が取得されることが好ましい。
【００４３】
ここで、i度目のモニタリングスキャンでｍ回の部分再構成を行って得られた実測値44を、ベクトル形式でVi(vi0,vi1,…,vim)と表す。例えば、1度目のモニタリングスキャンで得られた実測値44はV1(v10,v11,…,v1m)と表される。
【００４４】
(ステップ103)
更新モデル作成部134は、ステップ102で得られた実測値44に基づき、更新後モデル46を作成する。本ステップで作成される更新後モデル46には、更新前モデル45に用いられた関数と同じものが用いられる。本実施形態では、更新前モデル45に式(3)が用いられたので、更新後モデル46にも式(3)が用いられる。実測値V1(v10,v11,…,v1m)のCT値を式(3)でフィッティングし、例えば最小二乗法を用いて両者の差分が最小となるように更新後モデル46を作成する。1度目のモニタリングスキャン後に作成された更新後モデル(以後、1度目の更新後モデルと呼ぶ)46-1は次式で表される。
【００４５】
【数６】
なお、ステップ102がj度実行された場合は、全実測値V1、V2、…Vjを用いてj度目の更新後モデル46-jを作成しても良い。全実測値を用いることによりj度目の更新後モデル46-jの精度の向上が図れる。
【００４６】
また、本ステップにおける更新後モデル46の作成では、更新前モデル45の係数と、実測値44を用いて作成された更新後モデルの係数との間で重み平均を取って、更新後モデル46を作成しなおしてもよい。ガウス分布の場合を例に説明する、更新前モデル45の係数が(A,μ,σ)、実測値44により作成された更新後モデルの係数が(A’,μ’,σ’)であるとき、両者の重み平均を取って作成される更新後モデル46の係数(A”,μ”,σ”)は、次式のように表される。
【００４７】
【数７】
wは0以上1以下の重み係数である。σ、μについても式(7)と同様に表される。このようにして得られたA”,μ”,σ”を更新後モデル46の係数とする。TDCの立ち上がりでは、初期モデル40と実測値44との差分量が大きいが、時間が経過するにつれ差分量が小さくなることが予測される。そのような場合、重み平均を用いて更新後モデル46を作成することにより、例えば、TDCの立ち上がりは重みwを小さくし、時間が経過するにつれて重みwを大きくすることで、更新後モデル46の精度を向上させることができる。
【００４８】
(ステップ104)
スキャン実施判定部135が、更新前モデル45とw新後モデル46との差分量が許容範囲内であるか否かを判定する。差分量が予め設定された閾値内、すなわち許容範囲内であればステップ105へ進む。差分量が許容範囲内でない場合はステップ102へ戻るとともに、更新後モデル46が更新前モデル45として更新前モデル保持部132に保持される。
【００４９】
差分量の算出及び許容範囲内か否かの判定は、n度目の更新後モデル46-nとしてAn,μn,σnが作成され、更新前モデル45としてAn-1,μn-1,σn-1が保持されている場合、次式に従って実行される。
【００５０】
【数８】
【００５１】
【数９】
【００５２】
【数１０】
ここで、ε1：最大値Aの差分量の許容範囲、ε2：平均μの差分量の許容範囲、ε3：分散σの差分量の許容範囲である。ε1〜ε3の値は、モデルの更新回数に応じて変えても良いし、更新回数によらず固定でも良い。ε1の目安としては、300程度であるAの値の1％の3程度である。また、μとσの値はガウス分布のピーク時刻と半値幅に影響を与えること、造影剤の注入開始からCT値がピークに達するまで数十秒かかること、一般的なX線CT装置のスキャン時間が0.35〜2.0秒程度であることから、本スキャン開始タイミングのずれとして許容される誤差も同程度であることをふまえ、ε2とε3を決定する。
【００５３】
(ステップ105)
スキャン実施判定部135は、更新後モデル46により予測されるCT値が本スキャン開始の目標値Eに到達する時間まで待った後、本スキャン開始依頼をシステム制御装置124へ送る。本スキャン開始依頼を受信したシステム制御装置124は本スキャンを開始させる。
【００５４】
以上の動作により、モニタリングスキャンの回数を削減しながら、TDCの予測を正確に行うことが可能となる。その結果、従来よりもモニタリングスキャンによる被曝線量を低減することができるとともに、適切な本スキャン開始タイミングを設定できるようになる。
【実施例２】
【００５５】
図5を用いて実施例2について説明する。以下、実施例1と異なる点についてのみ説明し、実施例1と同じ点については説明を省略する。本実施形態では、実施例1のステップ104からステップ102へ戻る過程において、新たなステップ501が追加される。
【００５６】
(ステップ501)
スキャン実施判定部135は、更新後モデル46により予測されるCT値が予め設定された基準値Vsに到達する時間まで待った後、ステップ102に処理を戻す。基準値Vsは、例えば、次式により表されるがこれに限定されない。
【００５７】
【数１１】
ここで、E：目標値、i：モデルの更新回数である。
【００５８】
本実施形態によれば、TDCの立ち上がりにモニタリングスキャンとモデルの更新を繰り返すよりも、モニタリングスキャンとモデルの更新タイミングを遅らせたほうが早くモデルが安定(すなわち、更新前モデル45と更新後モデル46との差分量が閾値内に収まる)することが予測される場合には、実施例1よりもモニタリングスキャンの回数を少なくすることができる。
【実施例３】
【００５９】
図6を用いて実施例3について説明する。以下、実施例1と異なる点についてのみ説明し、実施例1と同じ点については説明を省略する。本実施形態では、実施例1のステップ104とステップ105との間に新たなステップ601〜604が追加される。
【００６０】
(ステップ601)
スキャン実施判定部135は、更新後モデル46により予測されるCT値が予め設定された第2目標値E2に到達する時間まで待った後、ステップ602へ処理を進める。なお第2目標値E2は目標値Eよりも小さい値である。
【００６１】
(ステップ602)
スキャン実施判定部135がシステム制御装置124へ送信したモニタリングスキャン依頼に基づき、モニタリングスキャンが実行され、ステップ102と同様に実測値44が取得される。
【００６２】
(ステップ603)
更新モデル作成部134は、ステップ103と同様に、実測値44と更新前モデル45とを用いて更新後モデル46を作成する。
【００６３】
(ステップ604)
スキャン実施判定部135は、ステップ104と同様に、更新前モデル45と更新後モデル46の差分量が許容範囲内であるか否かを判定する。差分量が許容範囲内であればステップ105へ進む。差分量が許容範囲内でなければステップ602に戻るとともに、更新後モデル46が更新前モデル45として、更新前モデル保持部132に保持される。
【００６４】
以上の動作により、更に的確に、本スキャン開始タイミングを算出することができる。これは、本スキャンが可能な時間帯が短い場合、例えばTDCが急峻で、CT値≧目標値Eを満たす時間帯が短い場合の撮影に有効である。なお、実施例2と本実施形態を組み合わせることも可能である。
【実施例４】
【００６５】
図7を用いて実施例4について説明する。以下、実施例1と異なる点についてのみ説明し、実施例1と同じ点については説明を省略する。本実施形態では、実施例1のステップ103とステップ104との間に新たなステップ701とステップ702が追加される。
【００６６】
(ステップ701)
更新後モデル46から予測されるCT値の最大値と、目標値Eとを比較する。予測されるCT値の最大値が、目標値Eに達することが不可能、又は目標値Eを大幅に超えると判断された場合はステップ702へ進み、そうでない場合はステップ104へ進む。
【００６７】
なお、目標値Eを大幅に超えるとは、目標値Eに予め定められた値E3を加算した値(E+E3)を超える場合である。
【００６８】
(ステップ702)
スキャン実施判定部135は、システム制御装置124に対して、造影剤の注入条件を変更することを指示する。システム制御装置124は、スキャン実施判定部135からの指示を受け、インジェクタの造影剤の注入条件(造影パラメータ31)を変更する。
【００６９】
更新後モデル46から予測されるCT値の最大値が目標値Eに達することが不可能な場合には、例えば造影剤の注入量が増やされる。予測されるCT値の最大値404が目標値Eを大幅に超えると判断された場合には、例えば造影剤の注入量が減らされる。
【００７０】
以後、新たに設定された造影パラメータ31を用いて、初期モデル作成部131がステップ100の初期モデル40の作成を再度行う。
【００７１】
以上の動作により、造影剤の造影効果が薄い場合には注入量等を増やすことで目標値Eに達せられるので適切な画像を取得することができ、造影剤の造影効果が強すぎる場合には造影剤の注入量等を減らすことで造影剤による患者への負担を低減することができる。なお、実施例2又は実施例3と本実施形態を組み合わせることも可能である。
【００７２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７３】
1 X線CT装置、100 スキャンガントリ部、101 X線管装置、102 回転円盤、103 コリメータ、104 開口部、、105 寝台装置、106 X線検出器、107 データ収集装置、108 ガントリ制御装置、109 寝台制御装置、、110 X線制御装置、120 操作ユニット、121 入力装置、122 画像処理装置、123 記憶装置、、124 システム制御装置、125 表示装置、130 造影撮影支援部、131 初期モデル作成部、、132 更新前モデル保持部、133 実測値取得部、134 更新モデル作成部、135スキャン実施判定部、、30 生理学的パラメータ、31:造影パラメータ、40 初期モデル、42 計測データ、43 画像データ、44 実測値、45 更新前モデル、46 更新後モデル
【技術分野】
【０００１】
本発明はX線CT(Computed Tomography)装置に係り、特に造影撮影を支援する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
X線CT装置に代表されるX線診断装置を用いて、血管や消化管等の組織を高い精度で画像診断するために、造影撮影が行われている。造影撮影とは、被検者に造影剤を投与した後、当該被検者にX線を照射して撮影する手法である。
【０００３】
X線CT装置における造影撮影では被曝低減の観点から、被検者に投与した造影剤が撮影部位に流入した時点で、断層画像を取得するためのスキャンである本スキャンを開始することが重要である。例えば、特許文献1では、造影剤の流入を検出するために、本スキャンの前にモニタリングスキャンと呼ばれる予備のスキャンが行われ、モニタリングスキャンにより得られたデータに基づき、本スキャンを開始するタイミングを自動化している。具体的には、本スキャンよりも低線量のX線を被検者に照射するモニタリングスキャンと、モニタリングスキャンで得られるデータから断層画像を低解像度で再構成することを繰り返して行い、再構成画像の関心領域(ROI：Region Of Interest)における画素値(CT値)を抽出して、造影剤濃度を判定し、関心領域におけるCT値が予め設定された閾値(目標値)を超過した時点で、モニタリングスキャンを停止して、本スキャンを開始する。ここで、ある関心領域の造影剤注入によるCT値の経時変化はTDC(Time Density Curve)と呼ばれる。非特許文献1では、造影剤の注入条件とTDCとの関係が述べられている。
【０００４】
モニタリングスキャンはX線を照射し続ける連続スキャンが一般的であるが、モニタリングスキャンにより得られるデータは着目組織の断層画像の取得に寄与しないため、被曝低減の観点からは連続スキャンでないことが望ましい。特許文献1では、間欠的にX線を照射する間欠モニタリングスキャンを実施することで取得したデータからTDCを算出し、本スキャン開始タイミングを予測することで、モニタリグスキャンの回数の削減による被曝低減をしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2009-39330号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】八町淳著、「CTと造影理論」、日本放射線技術学会雑誌 第64巻第6号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献1で用いられる間欠モニタリングスキャンによって取得されるTDCでは、本スキャンの開始タイミングを高精度に予測することができない場合がある。TDCの予測精度が不適切な場合、本スキャンにより得られた断層画像が診断に適さず、再撮影になることもあり、被検者に多大な負担を与えることになる。
【０００８】
そこで本発明の目的は、モニタリングスキャン時の被曝線量を低減しながら、TDCを正確に予測できるX線CT装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、造影剤が投与された被検者の関心領域の画素値の経時変化であるTDCを予測するモデルを作成し、モニタリングスキャンで取得した計測データに基づき作成されたモデルを更新することにより、少ないモニタリングスキャンで高精度なTDCを取得するX線CT装置である。
【００１０】
具体的には、造影剤が投与された被検者の関心領域の画素値の経時変化から、前記関心領域の画素値が予め定められた目標値に到達する時間を求め、前記目標値に到達する時間に基づいて本スキャンを開始するタイミングを決定するX線CT装置であって、前記関心領域の画素値の経時変化を予測する初期モデルを作成する初期モデル作成部と、前記初期モデルを更新前モデルとして保持する更新前モデル保持部と、モニタリングスキャンにより取得した計測データに基づいて前記更新前モデルを更新して更新後モデルを作成する更新モデル作成部と、前記更新前モデルと前記更新後モデルとの差分量に応じて、次のモニタリングスキャンを実施するか否かを判定するスキャン実施判定部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、モニタリングスキャン時の被曝線量を低減しながら、TDCを正確に予測できるX線CT装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のX線CT装置の全体構成を示すブロック図
【図２】本発明の造影撮影支援装置の構成を示す図
【図３】本発明の実施例1の処理の流れを示す図
【図４】TDC(Time Density Curve)の一例を示す図
【図５】本発明の実施例2の処理の流れを示す図
【図６】本発明の実施例3の処理の流れを示す図
【図７】本発明の実施例4の処理の流れを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に従って本発明に係るX線CT装置の好ましい実施形態について説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成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。
【００１４】
図1はX線CT装置の全体構成を示すブロック図である。図1に示すようにX線CT装置1は、スキャンガントリ部100と操作ユニット120とを備える。
【００１５】
スキャンガントリ部100は、X線管装置101と、回転円盤102と、コリメータ103と、X線検出器106と、データ収集装置107と、寝台装置105と、ガントリ制御装置108と、寝台制御装置109と、X線制御装置110と、を備えている。X線管装置101は寝台装置105上に載置された被検体にX線を照射する装置である。コリメータ103はX線管装置101から照射されるX線の放射範囲を制限する装置である。回転円盤102は、寝台装置105上に載置された被検体が入る開口部104を備えるとともに、X線管装置101とX線検出器106を搭載し、被検体の周囲を回転するものである。X線検出器106は、X線管装置101と対向配置され被検体を透過したX線を検出することにより透過X線の空間的な分布を計測する装置であり、多数の検出素子を回転円盤102の回転方向に1次元に配列したもの、あるいは多数の検出素子を回転円盤102の回転方向と回転軸方向との2次元に配列したものである。データ収集装置107は、X線検出器106で検出されたX線量をデジタルデータとして収集する装置である。ガントリ制御装置108は回転円盤102の回転及び傾斜を制御する装置である。寝台制御装置109は、寝台装置105の上下前後左右動を制御する装置である。X線制御装置110はX線管装置101に入力される電力を制御する装置である。
【００１６】
操作ユニット120は、入力装置121と、画像処理装置122と、表示装置125と、記憶装置123と、システム制御装置124と、造影撮影支援部130を備えている。入力装置121は、被検体氏名、検査日時、撮影条件等を入力するための装置であり、具体的にはキーボードやポインティングデバイス等である。画像処理装置122は、データ収集装置107から送出される計測データを演算処理してCT画像の再構成を行う装置である。表示装置125は、画像処理装置122で作成されたCT画像を表示する装置であり、具体的にはCRT(Cathode-Ray Tube)や液晶ディスプレイ等である。記憶装置123は、データ収集装置107で収集したデータ及び画像処理装置122で作成されたCT画像の画像データ等を記憶する装置であり、具体的にはHDD(Hard Disk Drive)等である。造影撮影支援部130については後で詳細に説明する。システム制御装置124は、これらの装置及びガントリ制御装置108と寝台制御装置109とX線制御装置110を制御する装置である。
【００１７】
入力装置121から入力された撮影条件、特にX線管電圧やX線管電流等に基づきX線制御装置110がX線管装置101に入力される電力を制御することにより、X線管装置101は撮影条件に応じたX線を被検体に照射する。X線検出器106は、X線管装置101から照射され被検体を透過したX線を多数のX線検出素子で検出し、透過X線の分布を計測する。回転円盤102はガントリ制御装置108により制御され、入力装置121から入力された撮影条件、特に回転速度等に基づいて回転する。寝台装置105は寝台制御装置109によって制御され、入力装置121から入力された撮影条件、特にらせんピッチ等に基づいて動作する。
【００１８】
X線管装置101からのX線照射とX線検出器106による透過X線分布の計測が回転円盤102の回転とともに繰り返されることにより、様々な角度からの投影データが取得される。取得された様々な角度からの投影データは画像処理装置122に送信される。画像処理装置122は送信された様々な角度からの投影データを逆投影処理することによりCT画像を再構成する。再構成して得られたCT画像は表示装置125に表示される。
【００１９】
以上説明したX線CT装置1を用いて造影撮影を行う際には、より少ないモニタリングスキャンによりTDC(Time Density Curve)を正確に予測することが重要である。正確にTDCを予測することにより、着目組織に造影剤が到達してCT値が適切な値となる時間が高精度に見積もれるので、診断に適した画像を取得することが可能となる。以下、TDCの予測及び更新をする造影撮影支援部130について説明する。
【実施例１】
【００２０】
図2は、実施例1の造影撮影支援部130の構成を示すブロック図である。造影撮影支援部130は、初期モデル作成部131、更新前モデル保持部132、実測値取得部133、更新モデル作成部134、スキャン実施判定部135を備える。
【００２１】
初期モデル作成部131は、生理学的パラメータ30及び造影パラメータ31から、TDCの初期モデル40を作成するものである。生理学的パラメータ30とは、被検者の撮影部位、体重、体格、造影剤の注入位置等を少なくとも一つ含むものである。造影パラメータ31は、造影剤の注入速度(mg/sec)、注入時間(sec)、注入される造影剤の総量(mg)等を少なくとも一つ含むものである。初期モデル40の作成方法については後述する。
【００２２】
更新前モデル保持部132は、初期モデル40もしくは更新モデル作成部134で作成される更新後モデル46を更新前モデル45として保持するものである。なお、更新前モデル保持部132として、記憶装置123を利用しても良い。
【００２３】
実測値取得部133は、モニタリングスキャン実行時の関心領域のCT値を実測値44として取得するものである。より具体的には、モニタリングスキャンを実行することにより取得された計測データ42を用いて画像処理装置122が作成した画像データ43から、関心領域のCT値を実測値44として取得するのが実測値取得部133である。
【００２４】
更新モデル作成部134は、実測値44と、更新前モデル45とに基づき、更新後モデル46を作成するものである。更新後モデル46の作成方法については後述する。
【００２５】
スキャン実施判定部135は、更新前モデル45と更新後モデル46との差分量、及び更新後モデル46との少なくとも一方に基づき、スキャン実施判定を行うものである。スキャン実施判定の結果に応じて、システム制御装置124に、モニタリングスキャン依頼、または本スキャン開始依頼を送る。
【００２６】
図3は、本発明の本実施形態の処理の流れを示す図である。以下、図3の各ステップについて詳細に説明する。
【００２７】
(ステップ100)
初期モデル作成部131は、入力装置121で設定された生理学的パラメータ30、造影パラメータ31に基づき、TDCの初期モデル40を作成する。なお、生理学的パラメータ30、造影パラメータ31は外部の装置から送信されたものでもよい。
【００２８】
TDCの初期モデル40を作成する方法の一例について説明する。
【００２９】
非特許文献1にも示されているようにTDCは図4のような波形となる。非特許文献1では、造影剤の注入条件から求められる3つのパラメータx1〜x3と、図4に示したTDCの6つのパラメータy1〜y6との間に次式のような関係があることを開示している。
【００３０】
【数１】
ここで、
y1：造影剤到達時間(sec)
y2：傾き(HU/sec)
y3：最大CT値到達時間(sec)
y4：最大CT値(HU)
y5：持続時間(sec)
y6：平衡相CT値(HU)
x1：時間当たりヨウド量(mg/sec)
x2：注入時間(sec)
x3：使用総ヨウド量(g)
a11〜a63、b1〜b6：被検者の生理学的パラメータ(体重、体格、撮影部位)によって決まる係数
である。
【００３１】
非特許文献1に記載された係数a11〜a63、b1〜b6の一例を次式に示す。式(2)は肝臓撮影の場合の例である。
【００３２】
【数２】
本実施形態では、式(1)を用いて初期モデル40を作成する。なお、生理学的パラメータと係数a11〜a63、b1〜b6とを対応付けてデータベース等に保持しておくことにより、生理学的パラメータが異なる場合であっても、式(1)を用いることができる。造影剤の注入条件から求められる3つのパラメータx1〜x3が定まれば、式(1)によりTDCの形状が算出できる。なおTDCの形状の算出方法は式(1)に限定されず、生理学パラメータ及び造影パラメータからTDCの形状を算出できる方法であれば、他の方法でも良い。
【００３３】
次に算出されたTDCの形状を既知の関数、例えばガウス分布や3次関数でフィッティングして、既知の関数に置き換え、初期モデル40とする。本実施形態では既知の関数としてガウス分布を用いる。ガウス分布f(t)は次式で表される。
【００３４】
【数３】
ここで、A:最大値、μ：平均値、σ2：分散である。
【００３５】
算出されたTDCの形状と式(3)とのフィッティングには、例えば最小二乗法を用いて両者の差分が最小となるようにA、μ、σを決定する。フィッティングに用いられるTDCの形状データは、少なくとも図4中のy3である最大CT値到達時間までの範囲を用いる。また必要に応じて図4中のy5である持続時間の半分をy3に加算した範囲を用いても良い。
【００３６】
決定されたA、μ、σがA0、μ0、σ0であるとき、初期モデル40は次式で表される。
【００３７】
【数４】
なお、既知の関数として3次関数を用いる場合は、式(3)に代わり次式を用いる。
【００３８】
【数５】
ここで、a〜dは係数である。
【００３９】
また、算出されたTDCの形状が、ガウス分布や3次関数等でフィッティングが困難な場合には、多項式展開することで初期モデル40を作成してもよい。
【００４０】
(ステップ101)
更新前モデル保持部132は、ステップ100にて作成された初期モデル40を更新前モデル45として保持する。
【００４１】
(ステップ102)
システム制御装置124は、造影剤の注入を開始してから所定の時間が経過した後、モニタリングスキャンを1度実行する。モニタリングスキャンの実行により取得された計測データ42を用いて、画像処理装置122は画像データ43を生成する。実測値取得部133は、画像データ43から、関心領域のCT値である実測値44を取得する。なお、所定の時間の一例としては、図4中のy1である造影剤到達時間である。また所定の時間の別の例としては更新前モデル45を用いて求められる図4中のy3である最大CT値到達時間の半分の値、すなわちy3/2である。
【００４２】
モニタリングスキャンの実行方法としては、回転盤102を360度回転させて計測されたデータを用いて、1つの断面画像を生成するようにしても良いし、再構成開始角度をずらした部分再構成を複数回行い、計測時刻の異なる複数の断面画像を生成するようにしても良い。部分再構成を複数回行った場合、360度回転による計測で、複数時刻の実測値44を取得することができる。例えば再構成開始角度を0度、90度、180度、再構成範囲を180度として、部分再構成を行うと計測時刻の異なる3つの実測値44が取得される。なお、再構成開始角度を適時調整することにより、部分再構成の回数は3回に限定されない。また、再構成範囲も180度に限定されず、180度以上の範囲において適時調整される。なお、本ステップで取得される実測値44は、ステップ101で用いられる既知の関数中の未知数の分だけ取得されることが好ましい。例えば、式(3)を用いる場合は3つ、式(5)を用いる場合は4つの実測値44が取得されることが好ましい。
【００４３】
ここで、i度目のモニタリングスキャンでｍ回の部分再構成を行って得られた実測値44を、ベクトル形式でVi(vi0,vi1,…,vim)と表す。例えば、1度目のモニタリングスキャンで得られた実測値44はV1(v10,v11,…,v1m)と表される。
【００４４】
(ステップ103)
更新モデル作成部134は、ステップ102で得られた実測値44に基づき、更新後モデル46を作成する。本ステップで作成される更新後モデル46には、更新前モデル45に用いられた関数と同じものが用いられる。本実施形態では、更新前モデル45に式(3)が用いられたので、更新後モデル46にも式(3)が用いられる。実測値V1(v10,v11,…,v1m)のCT値を式(3)でフィッティングし、例えば最小二乗法を用いて両者の差分が最小となるように更新後モデル46を作成する。1度目のモニタリングスキャン後に作成された更新後モデル(以後、1度目の更新後モデルと呼ぶ)46-1は次式で表される。
【００４５】
【数６】
なお、ステップ102がj度実行された場合は、全実測値V1、V2、…Vjを用いてj度目の更新後モデル46-jを作成しても良い。全実測値を用いることによりj度目の更新後モデル46-jの精度の向上が図れる。
【００４６】
また、本ステップにおける更新後モデル46の作成では、更新前モデル45の係数と、実測値44を用いて作成された更新後モデルの係数との間で重み平均を取って、更新後モデル46を作成しなおしてもよい。ガウス分布の場合を例に説明する、更新前モデル45の係数が(A,μ,σ)、実測値44により作成された更新後モデルの係数が(A’,μ’,σ’)であるとき、両者の重み平均を取って作成される更新後モデル46の係数(A”,μ”,σ”)は、次式のように表される。
【００４７】
【数７】
wは0以上1以下の重み係数である。σ、μについても式(7)と同様に表される。このようにして得られたA”,μ”,σ”を更新後モデル46の係数とする。TDCの立ち上がりでは、初期モデル40と実測値44との差分量が大きいが、時間が経過するにつれ差分量が小さくなることが予測される。そのような場合、重み平均を用いて更新後モデル46を作成することにより、例えば、TDCの立ち上がりは重みwを小さくし、時間が経過するにつれて重みwを大きくすることで、更新後モデル46の精度を向上させることができる。
【００４８】
(ステップ104)
スキャン実施判定部135が、更新前モデル45とw新後モデル46との差分量が許容範囲内であるか否かを判定する。差分量が予め設定された閾値内、すなわち許容範囲内であればステップ105へ進む。差分量が許容範囲内でない場合はステップ102へ戻るとともに、更新後モデル46が更新前モデル45として更新前モデル保持部132に保持される。
【００４９】
差分量の算出及び許容範囲内か否かの判定は、n度目の更新後モデル46-nとしてAn,μn,σnが作成され、更新前モデル45としてAn-1,μn-1,σn-1が保持されている場合、次式に従って実行される。
【００５０】
【数８】
【００５１】
【数９】
【００５２】
【数１０】
ここで、ε1：最大値Aの差分量の許容範囲、ε2：平均μの差分量の許容範囲、ε3：分散σの差分量の許容範囲である。ε1〜ε3の値は、モデルの更新回数に応じて変えても良いし、更新回数によらず固定でも良い。ε1の目安としては、300程度であるAの値の1％の3程度である。また、μとσの値はガウス分布のピーク時刻と半値幅に影響を与えること、造影剤の注入開始からCT値がピークに達するまで数十秒かかること、一般的なX線CT装置のスキャン時間が0.35〜2.0秒程度であることから、本スキャン開始タイミングのずれとして許容される誤差も同程度であることをふまえ、ε2とε3を決定する。
【００５３】
(ステップ105)
スキャン実施判定部135は、更新後モデル46により予測されるCT値が本スキャン開始の目標値Eに到達する時間まで待った後、本スキャン開始依頼をシステム制御装置124へ送る。本スキャン開始依頼を受信したシステム制御装置124は本スキャンを開始させる。
【００５４】
以上の動作により、モニタリングスキャンの回数を削減しながら、TDCの予測を正確に行うことが可能となる。その結果、従来よりもモニタリングスキャンによる被曝線量を低減することができるとともに、適切な本スキャン開始タイミングを設定できるようになる。
【実施例２】
【００５５】
図5を用いて実施例2について説明する。以下、実施例1と異なる点についてのみ説明し、実施例1と同じ点については説明を省略する。本実施形態では、実施例1のステップ104からステップ102へ戻る過程において、新たなステップ501が追加される。
【００５６】
(ステップ501)
スキャン実施判定部135は、更新後モデル46により予測されるCT値が予め設定された基準値Vsに到達する時間まで待った後、ステップ102に処理を戻す。基準値Vsは、例えば、次式により表されるがこれに限定されない。
【００５７】
【数１１】
ここで、E：目標値、i：モデルの更新回数である。
【００５８】
本実施形態によれば、TDCの立ち上がりにモニタリングスキャンとモデルの更新を繰り返すよりも、モニタリングスキャンとモデルの更新タイミングを遅らせたほうが早くモデルが安定(すなわち、更新前モデル45と更新後モデル46との差分量が閾値内に収まる)することが予測される場合には、実施例1よりもモニタリングスキャンの回数を少なくすることができる。
【実施例３】
【００５９】
図6を用いて実施例3について説明する。以下、実施例1と異なる点についてのみ説明し、実施例1と同じ点については説明を省略する。本実施形態では、実施例1のステップ104とステップ105との間に新たなステップ601〜604が追加される。
【００６０】
(ステップ601)
スキャン実施判定部135は、更新後モデル46により予測されるCT値が予め設定された第2目標値E2に到達する時間まで待った後、ステップ602へ処理を進める。なお第2目標値E2は目標値Eよりも小さい値である。
【００６１】
(ステップ602)
スキャン実施判定部135がシステム制御装置124へ送信したモニタリングスキャン依頼に基づき、モニタリングスキャンが実行され、ステップ102と同様に実測値44が取得される。
【００６２】
(ステップ603)
更新モデル作成部134は、ステップ103と同様に、実測値44と更新前モデル45とを用いて更新後モデル46を作成する。
【００６３】
(ステップ604)
スキャン実施判定部135は、ステップ104と同様に、更新前モデル45と更新後モデル46の差分量が許容範囲内であるか否かを判定する。差分量が許容範囲内であればステップ105へ進む。差分量が許容範囲内でなければステップ602に戻るとともに、更新後モデル46が更新前モデル45として、更新前モデル保持部132に保持される。
【００６４】
以上の動作により、更に的確に、本スキャン開始タイミングを算出することができる。これは、本スキャンが可能な時間帯が短い場合、例えばTDCが急峻で、CT値≧目標値Eを満たす時間帯が短い場合の撮影に有効である。なお、実施例2と本実施形態を組み合わせることも可能である。
【実施例４】
【００６５】
図7を用いて実施例4について説明する。以下、実施例1と異なる点についてのみ説明し、実施例1と同じ点については説明を省略する。本実施形態では、実施例1のステップ103とステップ104との間に新たなステップ701とステップ702が追加される。
【００６６】
(ステップ701)
更新後モデル46から予測されるCT値の最大値と、目標値Eとを比較する。予測されるCT値の最大値が、目標値Eに達することが不可能、又は目標値Eを大幅に超えると判断された場合はステップ702へ進み、そうでない場合はステップ104へ進む。
【００６７】
なお、目標値Eを大幅に超えるとは、目標値Eに予め定められた値E3を加算した値(E+E3)を超える場合である。
【００６８】
(ステップ702)
スキャン実施判定部135は、システム制御装置124に対して、造影剤の注入条件を変更することを指示する。システム制御装置124は、スキャン実施判定部135からの指示を受け、インジェクタの造影剤の注入条件(造影パラメータ31)を変更する。
【００６９】
更新後モデル46から予測されるCT値の最大値が目標値Eに達することが不可能な場合には、例えば造影剤の注入量が増やされる。予測されるCT値の最大値404が目標値Eを大幅に超えると判断された場合には、例えば造影剤の注入量が減らされる。
【００７０】
以後、新たに設定された造影パラメータ31を用いて、初期モデル作成部131がステップ100の初期モデル40の作成を再度行う。
【００７１】
以上の動作により、造影剤の造影効果が薄い場合には注入量等を増やすことで目標値Eに達せられるので適切な画像を取得することができ、造影剤の造影効果が強すぎる場合には造影剤の注入量等を減らすことで造影剤による患者への負担を低減することができる。なお、実施例2又は実施例3と本実施形態を組み合わせることも可能である。
【００７２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７３】
1 X線CT装置、100 スキャンガントリ部、101 X線管装置、102 回転円盤、103 コリメータ、104 開口部、、105 寝台装置、106 X線検出器、107 データ収集装置、108 ガントリ制御装置、109 寝台制御装置、、110 X線制御装置、120 操作ユニット、121 入力装置、122 画像処理装置、123 記憶装置、、124 システム制御装置、125 表示装置、130 造影撮影支援部、131 初期モデル作成部、、132 更新前モデル保持部、133 実測値取得部、134 更新モデル作成部、135スキャン実施判定部、、30 生理学的パラメータ、31:造影パラメータ、40 初期モデル、42 計測データ、43 画像データ、44 実測値、45 更新前モデル、46 更新後モデル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
造影剤が投与された被検者の関心領域の画素値の経時変化から、前記関心領域の画素値が予め定められた目標値に到達する時間を求め、前記目標値に到達する時間に基づいて本スキャンを開始するタイミングを決定するＸ線ＣＴ装置であって、
前記関心領域の画素値の経時変化を予測する初期モデルを作成する初期モデル作成部と、
前記初期モデルを更新前モデルとして保持する更新前モデル保持部と、
モニタリングスキャンにより取得した計測データに基づいて前記更新前モデルを更新して更新後モデルを作成する更新モデル作成部と、
前記更新前モデルと前記更新後モデルとの差分量に応じて、次のモニタリングスキャンを実施するか否かを判定するスキャン実施判定部と、を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記初期モデル作成部は、前記被検者の体重、体格、撮影部位、造影剤の注入位置の少なくとも一つを含む生理学的パラメータと、造影剤の注入速度、注入時間、総注入量の少なくとも一つを含む造影パラメータとに基づき、前記初期モデルを作成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記スキャン実施判定部は、前記差分量が予め定められた閾値よりも大きい場合に、次のモニタリングスキャンの実施を決定し、
前記更新前モデル保持部は前記更新後モデルを更新前モデルとして保持し、
前記更新モデル作成部は、前記次のモニタリングスキャンにより取得した計測データに基づいて前記更新前モデルを更新して更新後モデルに作成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記スキャン実施判定部は、前記更新後モデルにより予測される前記関心領域の画素値の経時変化から、前記関心領域の画素値が予め設定された基準値に到達する時間を求め、前記基準値に到達する時間となった後、次のモニタリングスキャンを実施させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記スキャン実施判定部は、前記差分量が予め定められた閾値以下である場合に、前記更新後モデルにより予測される前記関心領域の画素値の経時変化から、前記関心領域の画素値が、前記目標値よりも低い値である第２の目標値に到達する時間を求め、第２の目標値に到達する時間となった後、次のモニタリングスキャンを実施させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記スキャン実施判定部は、前記更新後モデルにより予測される前記関心領域の画素値の経時変化から、前記関心領域の画素値の最大値が、前記目標値よりも小さい、若しくは前記目標値に予め設定された閾値を加算した値よりも大きい場合に、前記造影パラメータを変更させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１】
造影剤が投与された被検者の関心領域の画素値の経時変化から、前記関心領域の画素値が予め定められた目標値に到達する時間を求め、前記目標値に到達する時間に基づいて本スキャンを開始するタイミングを決定するＸ線ＣＴ装置であって、
前記関心領域の画素値の経時変化を予測する初期モデルを作成する初期モデル作成部と、
前記初期モデルを更新前モデルとして保持する更新前モデル保持部と、
モニタリングスキャンにより取得した計測データに基づいて前記更新前モデルを更新して更新後モデルを作成する更新モデル作成部と、
前記更新前モデルと前記更新後モデルとの差分量に応じて、次のモニタリングスキャンを実施するか否かを判定するスキャン実施判定部と、を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記初期モデル作成部は、前記被検者の体重、体格、撮影部位、造影剤の注入位置の少なくとも一つを含む生理学的パラメータと、造影剤の注入速度、注入時間、総注入量の少なくとも一つを含む造影パラメータとに基づき、前記初期モデルを作成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記スキャン実施判定部は、前記差分量が予め定められた閾値よりも大きい場合に、次のモニタリングスキャンの実施を決定し、
前記更新前モデル保持部は前記更新後モデルを更新前モデルとして保持し、
前記更新モデル作成部は、前記次のモニタリングスキャンにより取得した計測データに基づいて前記更新前モデルを更新して更新後モデルに作成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記スキャン実施判定部は、前記更新後モデルにより予測される前記関心領域の画素値の経時変化から、前記関心領域の画素値が予め設定された基準値に到達する時間を求め、前記基準値に到達する時間となった後、次のモニタリングスキャンを実施させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記スキャン実施判定部は、前記差分量が予め定められた閾値以下である場合に、前記更新後モデルにより予測される前記関心領域の画素値の経時変化から、前記関心領域の画素値が、前記目標値よりも低い値である第２の目標値に到達する時間を求め、第２の目標値に到達する時間となった後、次のモニタリングスキャンを実施させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記スキャン実施判定部は、前記更新後モデルにより予測される前記関心領域の画素値の経時変化から、前記関心領域の画素値の最大値が、前記目標値よりも小さい、若しくは前記目標値に予め設定された閾値を加算した値よりも大きい場合に、前記造影パラメータを変更させることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１６１４４４（Ｐ２０１２−１６１４４４Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３４９８（Ｐ２０１１−２３４９８）
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【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２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【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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