(57)【要約】本発明のＸ線ＣＴ装置は、被験者を体軸方向に移動するテーブルと、前記被験者にＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源を保持して制御指令に基づいて回転する回転盤（１２４）と、前記被験者を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器の出力に基づいて投影データを収集しＸ線画像を再構成する画像処理部と、表示装置および入力装置を有する入出力装置と、を備え、入力された撮影条件に基づき心臓の動きに同期した前記投影データの収集を可能とする前記テーブルの移動条件を演算し、演算された前記テーブルの移動条件を体軸と時間軸とを備えるチャートとして表示し、前記チャートに表示された前記テーブルの移動条件により前記テーブル（３０２）の移動を制御する、ことを特徴とする。
2014024857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の体軸方向に移動するテーブルと、前記被検者にX線を照射するX線源と、前記X線源を保持し、制御指令に基づいて前記X線源が前記被検者の周囲を回転するように前記X線源を回転させる回転盤と、前記被検者を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線検出器の出力を基に投影データを収集し、収集した投影データに基づいてX線画像を再構成する画像処理部と、表示装置および入力装置を有する入出力装置と、を備えるX線CT装置において、
前記被検者の心臓の動きの情報および前記入力装置から入力された撮影条件に基づき、心臓の動きに同期した前記投影データの収集を可能とする前記テーブルの移動条件を演算する同期条件演算部と、
前記表示装置に、前記同期条件演算部で演算された前記テーブルの移動条件を、体軸と時間軸とを備えるチャートとして表示する表示制御部と、
前記チャートに表示された前記テーブルの移動条件により、前記テーブルの移動を制御する寝台移動速度制御部と、をさらに備えたことを特徴とする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、
前記表示制御部は、前記体軸に沿って撮影範囲を表示し、前記時間軸に沿って前記テーブルの移動時間を表示し、前記撮影範囲と前記テーブルの前記移動時間とに対応して前記テーブルの移動速度に基づくグラフを表示し、
前記テーブルの移動速度に基づく前記グラフが変更されることにより、前記表示制御部は、前記テーブルの前記移動時間を変更し、
前記寝台移動速度制御部は、変更された前記グラフから求められるテーブルの移動条件に基づいて、前記テーブルの移動を制御する、ことを特徴とするX線CT装置。
【請求項３】
請求項1に記載のX線CT装置において、
前記表示制御部は、前記体軸に沿って撮影範囲を表示し、前記時間軸に沿って前記テーブルの移動時間を表示し、前記撮影範囲と前記テーブルの前記移動時間とに対応して前記テーブルの移動速度に基づくグラフを表示し、
前記テーブルの移動時間の表示が変更されると、前記表示制御部は、前記移動時間の表示の変更に基づいて前記テーブルの移動速度に基づく前記グラフを変更し、
前記寝台移動速度制御部は、前記変更されたテーブルの移動条件に基づいて、前記テーブルの移動を制御することを特徴とするX線CT装置。
【請求項４】
請求項1に記載のX線CT装置において、
スキャノグラム表示部を更に有し、前記スキャノグラム表示部は、前記チャートの前記体軸に沿うようにスキャノグラムを表示し、前記スキャノグラムに撮影範囲を表示し、前記撮影範囲に対応して前記チャートに前記テーブルの移動状態を表すグラフが表示される、ことを特徴とするX線CT装置。
【請求項５】
請求項1に記載のX線CT装置において、前記スキャノグラムに表示された撮影範囲を変更することにより、前記変更された撮影範囲に対応して前記テーブルの移動状態を表す前記グラフが変更され、前記寝台移動速度制御部は、前記変更されたグラフに基づいて前記テーブルの移動を制御する、ことを特徴とするX線CT装置。
【請求項６】
請求項1に記載のX線CT装置において、
前記チャートの表示に加えて撮影状態を表すデータが前記表示制御部によって表示され、
前記チャートを構成する前記グラフが変更されることにより、表示された前記撮影状態を表すデータが前記チャートの前記変更に対応して変更され、前記変更された前記撮影状態を表すデータに基づいてテーブルの移動あるいは前記回転盤の回転が制御される、ことを特徴とするX線CT装置。
【請求項７】
請求項4に記載のX線CT装置において、
撮影スケジュール設定部が設けられ、
撮影スケジュール設定部によって心臓の動きに同期して投影データの収集を行う同期撮影範囲と同期しないで投影データの収集を行う非同期撮影範囲とを有する撮影スケジュールが入力され、前記スキャノグラムに前記同期撮影範囲と前記非同期撮影範囲が表示され、
前記同期撮影範囲の撮影条件の入力に基づき、心臓の動きに同期した前記投影データの収集を可能とする前記テーブルの移動条件が同期条件演算部によって演算され、前記表示制御部によって前記同期撮影範囲の前記テーブルの移動状態を表すグラフが前記チャートに表示され、
前記非同期撮影範囲の撮影条件の入力に基づき、前記非同期撮影範囲の前記テーブルの移動状態を表すグラフが前記チャートに表示され、
前記入力された撮影スケジュールに基づき、前記チャートを構成する前記時間軸に対応して、前記同期撮影範囲の前記テーブルの移動状態を表すグラフと前記非同期撮影範囲の前記テーブルの移動状態を表すグラフが配置され、
前記時間軸に対応して配置された前記同期撮影範囲の前記テーブルの移動状態を表すグラフと前記非同期撮影範囲の前記テーブルの移動状態を表すグラフとに基づいて、前記テーブルが前記寝台移動速度制御部によって制御され、X線撮影が行われる、ことを特徴とするX線CT装置。
【請求項８】
請求項1に記載のX線CT装置において、撮影条件としてセグメント数が入力され、
前記同期条件演算部は、入力されたセグメント数に基づき、心臓の動きに同期した前記投影データの収集を可能とする前記テーブルの移動条件を演算し、
前記表示制御部は、前記同期条件演算部によって演算された前記テーブルの移動条件をグラフとして前記チャートに表示し、
前記入力されたセグメント数が変更されると、前記同期条件演算部は、変更されたセグメント数に基づき、心臓の動きに同期した前記投影データの収集を可能とする前記テーブルの移動条件を演算し、
前記表示制御部は、前記同期条件演算部によって演算された前記変更前の前記テーブルの移動条件のグラフと前記変更後の前記テーブルの移動条件のグラフとを対比して前記チャートに表示し、
前記セグメント数が決定されると、前記寝台移動速度制御部は、前記決定されたセグメント数に基づく前記テーブルの移動条件に基づいて、前記テーブルの移動を制御することを特徴とするX線CT装置。
【請求項９】
請求項1に記載のX線CT装置において、
前記同期条件演算部は、入力されたセグメント数に基づき、心臓の動きに同期した前記投影データの収集を可能とする心拍の変化の範囲を演算し、
前記表示制御部は、前記同期条件演算部によって演算された心拍の範囲をグラフとして表示し、
心拍の条件が選択されると、選択された心拍の条件に基づく前記テーブルの移動条件が演算され、
前記寝台移動速度制御部は、前記演算された移動条件に基づき、前記テーブルの移動を制御することを特徴とするX線CT装置。
【請求項１０】
請求項1に記載のX線CT装置において、
前記チャートに表示された撮影条件に基づいて撮影が実行されると、前記表示制御部は、前記チャートの前記時間軸に対応して撮影経過を表す表示を行い、前記撮影経過を表す表示は前記撮影の経過に基づいて、前記チャートの前記時間軸に対応して移動する、ことを特徴とするX線CT装置。
【請求項１１】
被検者の体軸方向に移動するテーブルと、前記被検者にX線を照射するX線源と、前記X線源を保持し、制御指令に基づいて前記X線源が前記被検者の周囲を回転するように前記X線源を回転させる回転盤と、前記被検者を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線検出器の出力を基に投影データを収集し、収集した投影データに基づいてX線画像を再構成する画像処理部と、表示装置および入力装置を有する入出力装置と、を備えるX線CT装置に使用されるX線CT装置の撮影方法であって、
前記被検者の心臓の動きの情報を受信する第1ステップと、
前記入力装置から撮影条件を受信する第2ステップと、
前記第2ステップで受信した撮影条件に基づいて、心臓の動きに同期した前記投影データの収集を可能とする前記テーブルの移動条件を演算する第3ステップと、
前記同期条件演算部で演算された前記テーブルの移動条件を、体軸と時間軸とを備えるチャートとして表示する第4ステップと、
前記チャートに表示された前記テーブルの移動条件により、前記テーブルの移動が制御され、X線CTの撮影が行われる、ことを特徴とするX線CT装置の撮影方法。
【請求項１２】
請求項11に記載のX線CT装置の撮影方法において、
さらに前記チャートの表示内容が変更されると変更された内容に基づいて、前記テーブルの移動条件が変更され、前記変更された前記テーブルの移動条件に基づいて、撮影が行われる、ことを特徴とするX線CT装置の撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はX線CT(Computed Tomografhy)装置およびX線CT装置の撮影方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に使用されているX線CT装置では、X線源とそれに対向するように配置されたX線検出器とが被検体の周りを回転し、X線源から被検体に向けてX線を照射し、被検体を透過したX線をX線検出器で検出し、得られた投影データから画像を再構成して被検体の断層画像が作られる。前記画像の再構成では、被検体および被検体内の臓器が静止状態にあることが望ましい。被検体の投影データを収集している間に、被検体あるいはその臓器が動くと、画像再構成の際に正しく結像されず、ぼけた画像となる、すなわちモーションアーチファクトが生じる。【０００３】
被検体の臓器の内で、特に心臓を撮影する場合は、心臓が常に拍動しているため、心臓の動きに同期させて、動きの少ない状態を選んで投影データの収集を行うことが望ましい。X線CT装置を用いた心臓撮影では、例えば、被検者に心電計を装着し、心電計から送られてくる被検者の心電情報を用いて心臓の動きが少ない状態となる位相を選択し、心臓の投影データの収集を行う。心臓の動きに同期して投影データを収集し、投影データに基づき画像を再構成する方法が用いられる。この方法は心電同期再構成法と呼ばれている。【０００４】
このように、心電計から送られてくる被検者の心電情報に基づいて、心臓の動きが少ない位相で投影データを収集することにより、比較的静止した状態の心臓の投影データを得ることができ、再構成した心臓の画像におけるモーションアーチファクトを少なくすることができる。このような心電同期再構成法の技術の一例が特許文献1に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2011-50500号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば拍動している心臓のように、動いている臓器を撮影する場合には、臓器の動きに同期させてX線投影データを収集することが望ましい。しかし臓器の動きに同期したX線投影データの収集を可能とする条件は、臓器の動きの周波数すなわち周期によって異なる。このため、操作者によってX線CT装置に入力された撮影条件が、臓器の動きに同期した投影データの収集に適するとは限らない。このように動いている臓器を撮影する場合のX線CT装置の撮影条件の設定に操作者が苦労をする場合があり、また場合によっては望ましくない撮影条件が設定されることにより、撮影され再構成された画像にモーションアーチファクトが生じる場合がある。心臓のように動く臓器を撮影する場合に、X線CT装置の撮影における操作者の負担を軽減することが望ましい。【０００７】
本発明の目的は、心臓のように動く臓器を撮影する場合の操作者の負担を軽減できる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】
【０００８】
本発明のX線CT装置は、被検者を体軸方向に移動するテーブルと、前記被検者にX線を照射するX線源と、前記X線源を保持して制御指令に基づいて回転する回転盤(124)と、前記被検者を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線検出器の出力に基づいて投影データを収集しX線画像を再構成する画像処理部と、表示装置および入力装置を有する入出力装置と、を備え、入力された撮影条件に基づき心臓の動きに同期した前記投影データの収集を可能とする前記テーブルの移動条件を演算し、演算された前記テーブルの移動条件を体軸と時間軸とを備えるチャートとして表示し、前記チャートに表示された前記テーブルの移動条件により前記テーブル(302)の移動を制御する、ことを特徴とする。【０００９】
さらにX線CT装置に使用される本発明の撮影方法は、テーブルとX線源とX線検出器とX線画像を再構成する画像処理部(214)とを備えるX線CT装置(100)に使用される撮影方法であって、被検者の心臓の動きの情報と撮影条件を受信し、受信した撮影条件に基づいて心臓の動きに同期した投影データの収集を可能とする前記テーブルの移動条件を演算し、演算された前記テーブルの移動条件を体軸と時間軸とを備えるチャートに表示し、前記チャートに表示された前記テーブルの移動条件により前記テーブル(302)の移動を制御してX線撮影を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るX線CT装置あるいはX線CT装置の撮影方法によれば操作者の負担を軽減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態を示すX線CT装置の構成図
【図２】演算制御装置の主な構成を示すブロック図
【図３】演算制御装置の動作により達成される機能を説明する説明図
【図４】X線撮影手順の概略を示すフローチャート
【図５】スキャノグラムを説明する説明図
【図６】心電同期スキャンの一例を示す説明図
【図７】X線撮影のスキャン状態およびX線撮影条件を表示するモニタ表示装置の画面
【図８】心電同期条件を演算するための具体的手順を示すフローチャート
【図９】心拍数の変動範囲が大きい場合の心電同期条件を演算するための具体的手順を示すフローチャート
【図１０】図8に示すフローチャートにより演算された演算結果を表示する画面
【図１１】セグメント数を変更した場合の心電同期条件を演算するフローチャート
【図１２】図11に示すフローチャートにより演算された演算結果が表示された画面
【図１３】図4に記載のステップS1210の具体例を説明するフローチャート
【図１４】X線撮影の撮影経過を示すモニタ表示装置の画面
【図１５】ボリュームヘリカルスキャンを行うかどうかの対比を表示する画面
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に説明の実施形態は、上述した「課題を解決するための手段」や「発明の効果」の欄に記載した内容に止まるものではなく、以下に説明の色々な課題を解決し、色々な効果を奏する。その代表的なものを以下に列挙する。
【００１３】
以下の実施例では、X線撮影の領域と被検者を載置して移動するテーブルの移動状態とが関係づけられて表示されるので、これから行うX線撮影が適切であるかどうかを容易に判断できる。また、X線撮影を心電同期スキャンの条件で行うかどうかの設定状態を容易に判断でき、これから行うX線撮影が適切であるかどうかを容易に判断できる。X線撮影の全体のスケジュールを、テーブルの移動状態に基づいて画像としてみることができるため、X線撮影の全体をチェックすることが容易であり、これから行うX線撮影が適切であるかどうかを容易に判断できる。
【００１４】
既に表示されているX線撮影の範囲やテーブルの移動を表すチャートを入力のための画面として使用でき、新たなスキャン条件を設定できるので、適切なスキャン条件を容易に設定できる。また、X線撮影の範囲とテーブルの移動状態を表すグラフとを対比して表示でき、これらの内のどちらかを変更すると対応付けられて他も変更されるので、適切なスキャン条件を容易に設定できる。
【００１５】
入力されたスキャン条件で心電同期スキャンによる撮影が、可能かどうかが、演算部により演算され、さらに心電同期スキャンを可能とするグラフが表示されるので、適切なスキャン条件を容易に設定できる。あるいは心電同期スキャンを可能とする領域を表すグラフが表示されるので、適切なスキャン条件を容易に設定できる。入力されたスキャン条件を変更するとそれに伴い診断時間や被曝線量が表示されるので、適切なスキャン条件を容易に設定できる。
【００１６】
心電同期スキャンを可能とするグラフが、テーブルの移動速度と関係づけられたグラフで表示されるので、X線撮影の全体を容易に把握でき、適切なスキャン条件を容易に設定できる。
【００１７】
図面を用いて本発明に係る一実施形態を説明する。図1は一実施形態であるX線CT装置100の構成を示す構成図である。X線CT装置100は、被検者102へのX線照射に基づき被検者102の投影データを収集し、収集した投影データに基づいて被検者102の断層画像や3次元画像などの画像を再構成する。
【００１８】
また心臓に代表される動く臓器に対する投影データの収集では、必要に応じ、被検者の心電情報などの臓器の動きを表す情報を受信し、臓器の動きに同期して被検者102の投影データを収集する。このように臓器の動きに同期して投影データの収集を行うことにより、モーションアーチファクトを低減することができる。動く臓器の代表例としては心臓があり、心臓をX線撮影する場合に、必要に応じ、心電計106により被検者102の心電図波形が計測され、計測された心電図波形がX線CT装置100の演算制御装置200により受信され、被検者102の心臓に動きに同期して投影データが収集される。
【００１９】
X線CT装置100は、ガントリ120と演算制御装置200と被検者102を載置するテーブル302を有している。ガントリ120は、X線源126やX線検出器128を搭載する回転盤124と、X線源126のX線照射を制御するX線制御装置142と、回転盤124の回転位置や回転速度を制御するガントリ制御装置144と、被検者102を載置するテーブル302の移動や高さを制御する寝台制御装置146と、X線検出器128で検出された大量のデータを取り込むためのデータ収集装置(DAS：Data Acquisition System)148と、を有している。回転盤124の中央部に開口部122が形成され、開口部122の内部をテーブル302に載置された状態で被検者102が体軸に沿って移動することにより、体軸方向におけるX線の投影データが収集される。
【００２０】
操作者が演算制御装置200に、X線撮影を行うための撮影スケジュールおよび撮影条件を入力すると、入力された撮影スケジュールおよび撮影条件に基づいて、X線源126がX線制御装置142により制御され、X線源126からX線が照射される。図示されていない高電圧発生装置が回転盤124に設けられており、またX線管やコリメータがX線源126に備えられており、X線制御装置142の制御に基づいて高電圧発生装置からX線管に高電圧が供給され、供給された高電圧に基づきX線管がX線を発生する。X線管が発生したX線がコリメータから所定の照射角でテーブル302に載置された被検者102に照射される。照射角の内のガントリの回転方向に於ける照射角をファン角αとして図示している。
【００２１】
X線源126に設けられているコリメータから照射されたX線が被検者102を透過し、X線検出器128に被検者102を透過したX線が入射する。入射したX線をX線検出器128で検出してX線の強度に応じた電気信号に変換することにより、X線の透過画像データが得られる。データ収集装置(DAS)148は透過画像データを収集し、デジタル信号の状態に変換して演算制御装置200に供給する。演算制御装置200では収集したX線の透過画像データから投影データを求め、求められた投影データに基づいて被検者102の断層画像や3次元画像を再構成し、画像データとして表示および記憶装置に保存する。さらに前記投影データや画像データは外部のデータベースに送信し、保持することができる。
【００２２】
拍動している心臓を撮影する場合には、心電図波形に同期させて同じ位相で撮影を行うことにより、拍動している心臓の形状が略同じ形状となるタイミングで繰り返し投影データを収集することができる。ガントリ制御装置144で回転盤124の回転速度を制御することにより、前記心電図波形の同じ位相での被検者102の撮影を、セグメント数に基づく所定回転角度だけずらせて異なる撮影角度で繰り返し撮影することが可能となる。異なる撮影角度で撮影した各セグメントの投影データを、データ収集装置(DAS)148から演算制御装置200に送られてくるX線の透過画像データを基に演算制御装置200で求め、演算制御装置200は、各セグメントの投影データを基にして断面画像や3次元画像を再構成する。
【００２３】
このように演算制御装置200は心拍毎に撮影したセグメント単位の撮影データを収集し、複数のセグメントの投影データを使用して画像を再構成する方法を用いることにより、1心拍での撮影角度を小さくすることが可能となり、X線撮影での時間分解能を向上させることができる。撮影対象が動く臓器である場合に時間分解能を向上させることにより画像の質を向上することができる。
【００２４】
また、セグメントに分けないで1心拍で、必要な回転角の投影データを全て収集することも可能である。この場合はセグメントの分ける方式に比べ時間分解能が低下する。セグメント数を1、すなわちセグメントに分けないでX線撮影を行うか、複数のセグメントに分けてX線撮影を行うか、またセグメントの数を幾つにするかは、色々な状況を考慮して操作者が決定する。
【００２５】
本実施形態は、セグメントに分けない場合やセグメントに分ける場合など、色々な方法に適用できる。上述の複数のセグメントに分けて被検者102の投影データを収集する場合、心臓の動きに同期して各セグメントにおける投影データを収集可能とする撮影条件、すなわちスキャン条件は、セグメントに分けない方法に比べ設定が難しくなる。従ってセグメントに分けない場合より、セグメントに分けて撮影する場合の方が、本発明を適用することにより、より大きな効果が得られる。なお、心臓の動きに同期して投影データを収集し、心臓の動きに同期した投影データから画像を再構成する方法をこの明細書では心電同期再構成法と記載する。
【００２６】
図1に示す実施形態で、回転盤124に設けられたX線源126とX線検出器128を、被検者102を挟んで対向するように配置し、回転盤124を回転させ、被検者102の投影データを収集する。この場合にセグメント毎の投影データを収集する方式を用いることにより、時間分解能を向上することができる。特に心臓の如く動く臓器を撮影する場合には、時間分解能を高くすることが望ましい。以下セグメントに分割して投影データを収集する方式を例として説明する。
【００２７】
図1では、一例としてX線検出器128がX線源126と対向する位置に設けられ、回転盤124の回転により、X線源126やX線検出器128が、被検者102の周りを回転する方式を示している。この方式ではX線検出器128が回転するが、この方式以外の、例えば多数のX線検出器128を被検者102の周囲に配置し、X線源126のみが回転する方式であっても本発明が適用可能である。
【００２８】
図1に示すX線CT装置100について上述したがさらに、回転盤124の中央部に開口部122が設けられ、被検者102の体軸方向における投影データの収集のため、被検者102を載置したテーブル302が移動する。被検者102の位置及び移動速度は寝台制御装置146によって制御される。ガントリ制御装置144により、X線源126とX線検出器128とを備える回転盤124の回転速度を、例えば一定速度で回転し、さらに寝台300のテーブル302に載置した被検者102を、テーブルを移動することにより体軸方向に移動し、これによりヘリカルスキャンを行うことができる。回転盤124の回転速度やテーブルの移動速度が一定速度になってから撮影を開始しても良いが、撮影時間を短縮するために速度が一定速度に達する前から撮影を開始しても良い。
【００２９】
演算制御装置200はCT制御部212を備え、後述するX線の撮影スケジュールに基づき、ガントリ制御装置144や寝台制御装置146を制御すると共にX線制御装置142を制御して、上述したヘリカルスキャンを行い、データ収集装置(DAS)148で得られたX線の透過画像データを収集する。セグメントに分割されている場合には、セグメント単位にX線の透過画像データを収集する。
【００３０】
演算制御装置200は、データ収集装置(DAS)148が収集したセグメント単位の透過画像データを基に、画像処理部214や再構成演算部218で演算処理により撮影データを求める。画像処理部214や再構成演算部218でさらに求められた撮影データに基づいて、断層画像や3次元画像を再構成する。これら投影データの演算処理や再構成のための演算処理は、処理するデータ量が非常に大量であるため、またできるだけ短い時間に前記画像を再構成するため、あるいは画像処理部214の処理量を低減するために、透過画像データの補正および画像再構成を行うための専用の演算処理のために再構成演算部218を備えている。再構成によって作成された画像データは画像処理部214に送られ、データ記録装置226(図2参照)に保存される。また必要に応じ、病院などにおいて、総合的にデータを保持管理するためにネットワークなどを介して外部に設けられた外部データベース268(図2参照)に保存される。
【００３１】
図2は演算制御装置200の主な構成を示すブロック図であり、図3は、図2に示す演算制御装置200の動作より達成される色々な機能の内、本発明と関係の深い機能を示す機能ブロック図であり、これら各機能ブロックの構成は、主メモリ224に記憶されている処理プログラムを中央処理装置222が実行することにより、達成される。
【００３２】
演算制御装置200はX線CT装置100の操作卓に設けられており、図1に示す如く、主な構成として、操作者の指示に基づきX線CT装置100を総合的に制御するCT制御部212と、ガントリ120において収集された透過画像データに基づいて投影データを演算処理し、投影データから画像データを再構成する画像処理部214や再構成演算部218を備える。これらCT制御部212や画像処理部214や再構成演算部218の処理は、中央処理装置(CPU)222と、中央処理装置222を動作させるための制御プログラムが格納された主メモリ224とにより構成される。また中央処理装置222の処理により収集した投影データや再構成した画像データはデータ記録装置226に格納され保存される。
【００３３】
演算制御装置200はさらに、表示メモリ244を備える入出力処理装置242や、ローカルエリアネットワークや電話回線、インターネット等のネットワーク264に接続するためのネットワークアダプタ262や、上記各構成要素を接続するバスライン250を備えている。バスライン250は、さらに図1で説明したガントリ120と接続されており、X線制御装置142やガントリ制御装置144を介してX線照射や回転盤124の回転角や回転速度を制御したり、データ収集装置(DAS)148からの大量のデータを収集したりする。またバスライン250はガントリ120を介して寝台300と接続されており、ガントリ120に設けられている寝台制御装置146により、寝台300のリフト部304を制御して被検者102を載置するテーブル302の高さを調整したり、テーブル302の体軸方向の移動を制御したりする。
【００３４】
入出力処理装置242には、モニタ表示装置246や各種操作やデータの入力のためのマウス254、外部入力装置252が接続されている。外部入力装置252にはタッチパネル等のポインティングデバイスや、各種パラメータ設定用のキーやスイッチ、キーボード等が備えられている。入出力処理装置242が有する表示メモリ244に入力された画像データはモニタ表示装置246に画像として表示される。
【００３５】
またモニタ表示装置246はタッチパネル等のポインティングデバイスを備えており、表示画面上を手で触れることにより、表示内容における特定部位の選択や位置の指示などを行うことができる。またモニタ表示装置246の表示による選択要求に対して手で触れることにより選択内容を入力できる。さらに入出力処理装置242には図示していないがプリンタが接続されており、モニタ表示装置246に表示された画像やその他表示データを、外部入力装置252からの指令あるいはモニタ表示装置246の表示画面のタッチパネルからの指令により、印刷することが可能である。
【００３６】
データ記録装置226は、例えば磁気ディスク等の記憶装置であり、データ収集装置(DAS)148を介して画像処理部214により収集された大量の投影データを保持する。前記大量の投影データを収集するために、例えば寝台制御装置146により被検者102を載置した寝台300のテーブル302を体軸方向に一定速度で移動すると共に、ガントリ制御装置144によりX線源126やX線検出器128を有する回転盤124を一定速度で回転する、ヘリカルスキャンが行われる。このヘリカルスキャンでは被検者102に対してX線源126やX線検出器128が螺旋軌道を移動することとなり、データ記録装置226に記憶される大量の投影データは螺旋軌道に沿って撮影された大量の透過データから演算処理により求められる。この螺旋軌道に沿って撮影されたデータを基に投影データが収集され、これら投影データから画像が再構成される。
【００３７】
再構成演算部218はセグメントデータとして使用するデータを、データ記録装置226に記憶されているデータから読み出し、補間演算や補正演算を行い、投影データを演算処理により求める。さらに求められたセグメント毎の投影データを使用して逆投影演算などを行い、画像を再構成する。補間演算や補正演算、さらに逆投影演算に係る処理量が非常に多いため、中央処理装置222でこれらの処理を行っても良いが、中央処理装置222の負荷を低減し、あるいは画像再構成に係る処理時間を短縮するために、この実施形態では専用に演算処理を行う再構成演算部218を備えている。
【００３８】
図3は、図2に示すブロック図により達成される機能の内、本願発明と関係の深い機能及びその機能の達成のための処理を説明する説明図である。スキャノグラム撮影部412は、入出力処理装置242からの指令、あるいは他の機能の実行過程で発生した指令に基づいて、スキャノグラム画像を再構成するための投影データを収集する機能である。
【００３９】
例えば、スキャノグラム撮影部412の動作により、X線制御部438やガントリ制御部442、寝台移動制御部444が動作する。ガントリ制御部442の動作により、X線源126やX線検出器128を搭載した回転盤124が特定の回転角に固定維持され、寝台移動制御部444により寝台300のテーブル302が体軸方向に移動する。これの動作によりスキャノグラム撮影が行われる。スキャノグラム撮影部412により収集した投影データは、再構成演算部218を使用して画像再構成機能422により画像を再構成することで、スキャノグラム画像が作られる。再構成したスキャノグラム画像を入出力処理装置242の表示メモリ244に入力し、表示制御部432の動作によりモニタ表示装置246にスキャノグラム画像が表示される。
【００４０】
スキャノグラムの画像データから被検者102の位置および形状、さらに被検者102の各部位のテーブル302との位置関係を知ることができる。スキャノグラムの画像データに基づいて、被検者102の撮影範囲を指定できる。前記指定範囲に基づいて寝台300のテーブル302の移動を制御でき、X線撮影を行うことができる。
【００４１】
撮影スケジュール設定部414は、被検者102のX線撮影のスケジュールを入力し、設定する処理を行う。またX線撮影の具体的な撮影条件は撮影条件設定部416により設定される。入力された具体的な撮影条件に基づいて撮影条件設定部416が撮影条件の設定を行う。この設定処理で、入力された撮影条件で心臓の動きに同期したX線撮影が可能かどうかを、同期条件演算部418で演算する。
【００４２】
また、操作者により入力された撮影条件に基づいて同期条件演算部418により、心臓の波形図に同期した撮影が可能となるテーブル302の体軸方向の移動速度などを演算し、その結果を、表示制御部432の処理動作により、モニタ表示装置246に表示する。表示制御部432の表示動作に基づいてモニタ表示装置246に表示されたチャートにより、撮影条件の変更が指示されると、撮影条件設定部416により撮影条件の設定値が変更され、変更された新たな撮影条件が設定される。また撮影条件設定部416により設定された撮影条件に基づき、時間分解能やX線撮影時間あるいはテーブルの移動時間、被曝線量などが演算され、これらのデータが入出力処理装置242の表示メモリ244に入力され、表示制御部432の動作によってモニタ表示装置246に表示される。
【００４３】
X線撮影部420は、撮影条件設定部416で設定された撮影条件に基づいてX線撮影を行う。操作者による撮影開始の指示に基づき、X線撮影部420によりX線制御部438が動作し、X線制御装置142に制御指令を送信してX線源126からX線を照射する。
【００４４】
X線制御部438の動作と共にX線撮影部420の動作により、ガントリ制御部442や寝台移動制御部444が動作する。これにより、ガントリ制御装置144や寝台制御装置146に制御指令が送られ、X線源126やX線検出器128を搭載する回転盤124が指令に基づいて回転し、被検者102を載置するテーブル302が指令に基づいて体軸方向に移動する。X線撮影部420の指令により、X線検出器128が検出した大量のデータがデータ収集装置(DAS)148から取り込まれデータ記録装置226に記憶される。
【００４５】
画像再構成部422ではデータ記録装置226に記憶されたデータから必要なデータを読み出し、補間演算や補正演算を行うことにより投影データを演算し、さらに補間演算や補正演算された投影データに基づき、例えば逆投影法を用い、被検者102の断面画像や3次元画像を再構成する。
【００４６】
図4は、X線CT装置100でX線撮影を行うためのX線撮影手順の概略を説明するフローチャートである。X線CT装置100のX線撮影手順S1000が開始されると、ステップS1100でスキャノグラム1102(図5参照)の撮影が行われる。スキャノグラム1102の撮影方法は上述したとおりであり、スキャノグラム撮影部412(図3参照)により行われる。
【００４７】
図5はスキャノグラム1102を示す図であり、Z軸は寝台300のテーブル302がガントリ120の開口部122の入口から奥の方向に移動するときに移動軸を示しており、被検者102の体軸と考えることができる。またX軸は、X線源126とX線検出器128を搭載する回転盤124の回転方向を表している。スキャノグラムの撮影を行うことにより、寝台300のテーブル302に載置された被検者102の位置決めが可能となり、さらに被検者102の各部位の位置や形状が明らかになる。
【００４８】
スキャノグラム1102の撮影方法はスキャノグラム撮影部412(図3参照)の動作に基づいて上述したが、例えばX線源126とX線検出器128を搭載する回転盤124の回転角を固定し、寝台300のテーブル302をZ軸方向に移動しながらX線撮影を行うと、スキャノグラム1102の画像が得られる。
【００４９】
スキャノグラム1102の撮影を行い、得られたスキャノグラム1102をモニタ表示装置246に表示する。表示されたスキャノグラム1102の画像を使用してX線撮影の撮影ケジュール、すなわちX線撮影のためのスキャンスケジュールを入力する。図5に四角で示されたスキャンスケジュール1152およびスキャンスケジュール1154は、スキャノグラム1102の画像上に表示された被検者102に対するスキャンスケジュールの一例である。さらにこのスキャンスケジュール1152やスキャンスケジュール1154は撮影位置や撮影範囲といった撮影条件、すなわちX線撮影のためのスキャン条件も合わせて表示している。
【００５０】
スキャン条件として、撮影位置や撮影範囲、撮影方向、スキャン数が入力され、入力された条件は、例えばスキャノグラム1102の画像上に表示される。前記撮影位置や撮影範囲、撮影方向、スキャン数が操作者によって入力されても良い。また予めスキャンプロトコルとして身長に対する計測幅や計測範囲を複数組記憶しておき、スキャンプロトコルの中から適するものを選択することにより、入力するようにしても良い。このように、スキャンプロトコルを使用することで、入力が容易になり、また入力ミスの低減を図ることができる。
【００５１】
本発明が適用される再構成方式は、セグメント方式に本発明を適用することにより、大きな効果が得られるので、次にセグメント方式により心臓のX線撮影を行う、心電同期スキャンについて説明する。なお、本発明が適用される再構成方式は、セグメント方式に限定されない。
【００５２】
図6は、心電計106(図1参照)が計測した被検者102の心電図1062に同期してセグメント方式でX線投影データを収集する、心電同期スキャンの一例を示す説明図である。心電図1062は演算制御装置200により繰り返し受信される。今、説明を簡単にするために心電図1062の脈拍数が安定し、心周期CCが安定した状態にあると仮定する。なお以下の説明では心周期をCC(Cardiac Cycle)で表す。正常な心電図1062は図6に示すようにP波やR波、T波を有している。その他にQ波やS波を備えているが、図6では参照符号を省略している。
【００５３】
心電同期スキャンには、上述のP波やR波、T波、Q波、S波のどれを使用しても良いが、図6に示す如く、R波は急伸でありまた波高値も大きいので、利用し易くまた高い制御精度を維持し易い。図6はR波を使用した例である。心臓の形状は心電図1062に対応して変化しており、心電図1062の同じ位相では略同じ形状とみることができる。
【００５４】
心臓を所定スライス幅でスキャンし、各スライスにおいて回転角360度、あるいは(180度＋α)の回転角の投影データを収集することにより、断層画像や3次元画像を再構成することができる。なお、「α」はファン角であり、図1に示すX線源126から照射されるX線の回転方向(X軸)の角である。
【００５５】
セグメント数は色々選択できる。図6はセグメント数を3に設定したと仮定した場合である。各心周期CCで心臓の形状が安定している、すなわち変化が遅い部分に対応するように、位相T12を設定する。心周期CC1と心周期CC2と心周期CC3とにおいて、一つのスライスに対して、スキャンにより回転角360度、あるいは(180度＋α)の回転角の投影データを収集する。図6では、例えば(180度＋α)の回転角の投影データを収集する場合を説明する。
【００５６】
心周期CC1の位相T12で、データ収集装置(DAS)148を介してX線検出器128の検出値に基づくX線透過データDS12が画像処理部214(図1参照)に取り込まれる。X線透過データDS12に基づき投影データSEG12を求めることができ、投影データSEG12は図6に示す如く、回転角における(π＋α)/3より広い角度をカバーしている。次に心周期CC2における同位相T12でのX線透過データDS14を、データ収集装置(DAS)148を介して画像処理部214が取り込み、投影データDS14を演算により算出する。
【００５７】
算出された投影データDS14は回転角において、SEG12の所定回転角の次に位置する所定回転角をカバーしている。さらに心周期CC3の位相T12でX線透過データDS16がデータ収集装置(DAS)148を介して画像処理部214に取り込まれる。取り込まれたX線透過データDS16からSEG16で示す所定角度をカバーする投影データが演算により求められる。算出された投影データSEG12や投影データSEG14、投影データSEG16でカバーされる回転角は(π＋ファン角α)か、あるいはこれより大きい。投影データSEG12やSEG14、SEG16を所定のスライス幅毎に撮影範囲全体について収集することにより、心臓の断層画像や3次元画像を再構成できる。
【００５８】
本実施例では、回転盤124の回転と共にテーブル302が体軸に沿って移動しており、被検者102の撮影対象となるスライス位置に対して、撮影された部分は螺旋状(helical)に移動する。
【００５９】
テーブル302の移動速度が速いと、X線透過データDS12の取り込みの後、X線透過データDS14やX線透過データDS16の取り込みの前にテーブル302が体軸方向(Z軸方向)に移動し、被検者102の撮影対象がX線源126のX線照射範囲から外れてしまう。この場合はX線透過データDS14あるいはX線透過データDS16を取り込むことができなくなる。
【００６０】
X線源126のX線照射範囲は体軸方向(Z軸方向)に幅を持っているがこの幅から被検者102の撮影対象が外れてしまうと、投影データの収集が困難となる。以下の説明では、体軸方向(Z軸方向)のX線照射範囲をビーム幅と記している。このようにスキャン条件を含む撮影条件の設定によっては心電図1062に同期した投影データの取り込みが困難となる場合がある。またテーブル302の移動速度を遅くすると、撮影時間が長くなるとともに、被曝量が増える問題がある。
【００６１】
次に図4、図5、図7を用いて撮影スケジュールあるいはスキャン条件を含む撮影条件の設定のステップS1200について説明する。ステップS1100で、撮影されたスキャノグラム1102が図5や図7に示す如くモニタ表示装置246に表示され、操作者はこのスキャノグラム1102が表示された画像を使用して、撮影スケジュールの設定や撮影条件の設定を行う。ステップS1210では、図7に示すようなスキャンスケジュール1152やスキャンスケジュール1154がスキャノグラム1102の表示画像上で入力される。入力されたスキャンスケジュールをスキャノグラム1102の表示画像上に表示する。さらにスキャンスケジュールとして、スキャンスケジュール1152やスキャンスケジュール1154の撮影順番を入力する。この入力により、全体の撮影スケジュールの概要が定まる。
【００６２】
入力されたスキャンスケジュールに基づいて、撮影スケジュール表1162にスキャンスケジュール1152の撮影範囲L1やスキャンスケジュール1154の撮影範囲L2の値が表示される。また撮影条件の設定には心電計106から得られた心臓の情報を使用しても良い。撮影条件を設定するための具体的な入力方法や入力された条件の具体的な変更方法について、以下で詳述する。先ず基本的な動作を図4のステップS1200の構成に沿って説明する。
【００６３】
さらにステップS1210で、スキャン条件が具体的に入力される。図7に示すように、スキャンスケジュール1152は心臓の動きに同期してスキャンを行う、心電同期スキャンである。一方スキャンスケジュール1154は心臓との同期を必要としないスキャンである。スキャンスケジュール1152とスキャンスケジュール1154の全ての条件を一度に入力しても良いし、スキャンスケジュール1152とスキャンスケジュール1154の入力を分け、先ず1つのスキャンスケジュールに対して入力しても良い。ただし、一方のみ入力し、他方の条件が入力されていない場合には、以下のステップS1216から再びステップS1210に戻り、残りの条件が入力されることとなる。
【００６４】
例えばスキャンスケジュール1152の入力について説明すると、ステップS1210で心電同期スキャンを行うためのスキャン条件を含む撮影条件が入力される。この入力は新たに各条件について一つ一つ入力しても良い。また既にデータ記録装置226などに記憶されている過去に使用した条件、あるいは予め準備していた標準的な条件を読み出して使用しても良い。既に記憶されている条件を読み出して使用することにより、経験をより適切に反映できる効果がある。入力されるスキャン条件としては、例えばセグメント数やガントリ回転速度、ビームピッチ、テーブル移動速度、時間分解能、再構成タイプがハーフ再構成であるかまたはセグメント再構成であるかの指定、心電図に対する位相値、被検者102の心拍数、心拍の変動範囲、などがある。心拍数は心電計106から自動的に設定されるようにしても良い。また、これらが全て入力されるのではなく、ある設定値が入力されると、以下に示す関係式から入力値が演算されても良い。例えばガントリ回転速度が入力されると、ビームピッチが計算されたり、テーブルの移動速度からスキャン時間が計算されたりしても良い。
【００６５】
スキャンスケジュール1154の場合は、心臓を含まない範囲なので、上述のとおり、心電同期スキャンが行われない、通常のスキャンによるX線撮影である。撮影対象が異なるので、具体的なスキャン条件が異なるが、基本動作は同じである。
【００６６】
ステップS1210でスキャン条件が入力され、この入力の中でスキャン条件として図7の撮影スケジュール表1162に示す如く、同期スキャンあるいは非同期スキャンの入力がなされると、ステップS1211で同期スキャンかどうかが判断され、スキャンスケジュール1152のように心電同期スキャンを行う場合は、ステップS1212で入力されたスキャン条件で心電同期スキャンによる撮影を行うことが可能かどうかが演算により判断される。この演算は同期条件演算部418(図3参照)によって行われる。同期条件演算部418の演算により、心電同期スキャンを行うことが困難であることが判明した場合には、心電同期スキャンを可能とする条件が演算により求められる。これら心電同期スキャンが可能かどうかの演算については、以下で説明する。
【００６７】
同期条件演算部418の演算により、例えばテーブル302の移動速度を変える、例えば遅らせることにより、心電同期スキャンが可能となる演算結果が求められると、演算により求められた心電同期スキャンを可能とするテーブル302の移動速度、およびこれに関係するスキャン条件が一時記憶される。図7に示すアイコン1166、1167、1168は一時記憶されたことを表示するものである。例えば色々スキャン条件を変えて、心電同期スキャンが可能かどうかを検討した場合には、その都度入力条件や演算結果が一時記憶され、アイコン1167やアイコン1168が表示される。表示されたアイコン1166やアイコン1167、アイコン1168を選択することにより、過去の検討内容に戻ることができる。また、選択されたアイコンの内容が図7に表示される。
【００６８】
ステップS1214で、さらに必要な演算が行われ、入力値や演算結果が図7に示すように、表示される。表示された条件でX線撮影を行って良いと操作者が判断し、撮影実行の指示を行った場合には、ステップS1216からステップS1400に実行が移り、X線撮影が実行される。また操作者が更にスキャン条件の入力および変更を行う場合は、入力や変更の操作を行うことにより、ステップS1216からステップS1210に実行が移る。
【００６９】
図7はX線撮影の状態及び撮影条件を表すモニタ表示装置246の画像であり、図5を用いて説明したスキャノグラム1102に対応付けられてスキャンスケジュール1152やスキャンスケジュール1154が表示されている。スキャンスケジュール1152やスキャンスケジュール1154が心電同期スキャンによるX線撮影かどうかが、入力に基づき撮影スケジュール表1162に表示されている。グラフ1112はスキャンスケジュール1152やスキャンスケジュール1154による撮影を行った場合の撮影位置を、体軸と時間軸とに対応して描いたグラフである。スキャンスケジュール1152やスキャンスケジュール1154による撮影を行った場合の撮影位置の変化は、テーブル302の体軸方向の移動方向や移動量、移動速度に対応している。
【００７０】
グラフ1112は、操作者が入力した条件により、撮影位置が動く状態を表しており、上述した如くテーブル302の移動に対応している。グラフ1114は、心電同期スキャンが可能となるためのスキャン条件である。操作者が入力したグラフ1112に示されるスキャン条件では、心電同期スキャンが不可能であることが、図4のステップS1212で演算され、ステップS1212で新たに心電同期スキャンを可能とするスキャン条件が演算されると、心電同期スキャンを可能とするスキャン条件に対応するグラフ1114が表示される。
【００７１】
時間t1から時間t2の間はグラフ1112に示される条件によりスキャンスケジュール1152をスキャンするのに必要な時間である。また時間t3から時間t4の間はスキャンスケジュール1154をスキャンするのに必要な時間である。時間t1から時間t5の間は、心電同期スキャンが可能なグラフ1114に示された条件に基づきスキャンスケジュール1152をスキャンするのにかかる時間である。また時間t6から時間t7の間は、グラフ1114の条件でスキャンスケジュール1154を撮影するのに必要とされるX線撮影の時間である。スキャンスケジュール1154は非同期でX線撮影されるため、操作者により入力された条件でX線撮影が可能である。このため時間t3から時間t4の間のテーブル302の移動速度と時間t6から時間t7の間のテーブル302の移動速度は、同じである。時間t2から時間t3の間および時間t5から時間t6の間は、グラフ1112やグラフ1114におけるX線撮影で、スキャンスケジュール1152からスキャンスケジュール1154に切り替わるために使用される時間であり、テーブル302の位置が撮影範囲に対応して制御される。
【００７２】
入力されたスキャン条件を含む撮影条件が被検者102の心臓の動きに対して、心電同期スキャンが可能な条件であるかどうか、がステップS1212で、同期条件演算部418により演算される。心電同期スキャンが可能な条件であるかどうかの演算内容について次に説明する。
【００７３】
ステップS1210で入力されたスキャン条件の中から、例えば、被検者102の心拍数HRあるいは心周期CC(Cardic Cycle)回転盤124が1回転するのに要する時間RT(以下ガントリ回転時間と記す)、撮影範囲Lの条件を用いて心電同期スキャンを可能とするスキャン条件を算出する。図6で説明したように、心臓は心電図1062のR波から次のR波までの間に収縮、拡張し、血液を拍出する。この関係は心周期現象と云われており、例えばR波を基準とする場合に、R波から次のR波までの間と心周期CCとなる。この心周期CCは、被検者の心拍数を用いて以下の数式1(数1)で求めることができる。なお数値「60」は定数であり、単位等を考慮した場合の数値である。
【００７４】
【数１】
2014024857.tif 000003
【００７５】
被検者の心拍動に同期可能なスキャンを実現するには、少なくともX線源126で照射されX線ビームを検出器128で検出できるX線ビーム幅分を、テーブル302が移動する間に、X線透過データDS12あるいはDS14、DS16を取り込まなければならない。心電情報の取り込みとスキャン開始が同期していない場合は、X線透過データDS12あるいはX線透過データDS14、X線透過データDS16の取り込みに心周期の2倍の時間が必要となる。
【００７６】
したがって、被検者102の心拍数を用いて求めた心周期CCの2倍以上の時間をかけて、検出器のビーム幅に対応いてテーブル302を移動させることができるスキャン条件であれば、心電情報と同期させてX線透過データを収集することが可能となり、このX線透過データに基づいて投影データを求めることができ、画像を構成することができる。ここで検出器のビーム幅とは、X線源126から照射されるX線ビームの体軸方向の広がりである。
【００７７】
被検者の心拍動に同期可能となる条件は、被検者の心拍数HR(Heart Rate)とガントリ回転時間RT(Rotation Time)の値を固定とし、検出器の決まったビーム幅BW(Beam Width)分のテーブル移動にかかる時間が心周期の2倍以上であるとの条件を満たせば良い。つまり、ビーム幅BWを、テーブル上の被検者に照射させるのに、心周期の2倍以上の時間をかけて照射させるようにテーブル302が移動すれば、必ず1回分の心拍分の情報を得ることができ、同期したX線透過データの収集が可能となる。例えば、心拍数が1分間に60回(60bpm)の被検者102は、心周期CCは1秒(1000ms)であり、この場合には、ビーム幅をテーブル上の被検者に2秒以上、照射させるようにテーブルを移動させれば、心拍動に同期可能なスキャン条件となる。このような条件を満たす式は以下で表される。
【００７８】
【数２】
2014024857.tif 000004
【００７９】
テーブル302の移動速度TS(Table Speed)(m/s)は、「回転盤124が1回転する間に移動する距離」を「回転盤124が1回転するのにかかる時間」で除した、テーブル302の移動する速度で表すことができ、以下の式となる。
【００８０】
【数３】
2014024857.tif 000005
【００８１】
なぜなら、ビームピッチ(BP)×ビーム幅(BW)は、「回転盤124が1回転する間に移動する距離」を表し、RT(ガントリ回転時間)(s/rot)は、「回転盤124が1回転するのにかかる時間」を表すからである。
【００８２】
また、テーブル移動速度TSは、スキャンにかかる時間(スキャン時間)(S)と、被検者の撮影範囲Lを用いて、以下の式で書くこともできる。
【００８３】
【数４】
2014024857.tif 000006
【００８４】
(数3)を(数2)に代入すると、以下の式(数5)が成り立つ。
【００８５】
【数５】
2014024857.tif 000007
【００８６】
(数1)を(数5)に代入することにより、心周期CCに変えて心拍数HRによる心電同期スキャン条件を求めることができる。この条件式を数式6(数6)で表す。更にビームピッチBPの条件を表す式に変形できる(数6の右辺)。
【００８７】
【数６】
2014024857.tif 000008
【００８８】
また、(数6)から、ガントリ回転時間(RT)の条件を表す式に変形できる(数7)。
【００８９】
【数７】
2014024857.tif 000009
【００９０】
上述した条件式(数6)と(数7)を基に、被検者102の心電同期条件を算出する手順を具体的に説明する。図8は、被検者102の心電同期条件を演算するための具体的手順の例を示したフローチャートであり、特に図4に示すステップS1212およびステップS1214を詳述する具体例を示す。
【００９１】
図4に示すフローチャートで、条件設定の対象がスキャンスケジュール1152である場合に、スキャンスケジュール1152は心電同期スキャン方式で撮影されるので、ステップS1211からステップS1212に実行が移る。仮にスキャンスケジュール1154の如く、スキャンを行うに当たり心臓の動きに同期させる必要が無い場合は、ステップS1211からステップS1214に実行が移り、ステップS1212は実行されない。S1212の実行により、ステップS1212およびステップS1214を詳述するフローチャートである図8に示す心電同期条件演算フローチャートのステップS1250の実行が開始される。
【００９２】
このフローチャートは、開始に先立ちまず、ガントリ回転時間RT又はビームピッチBPのどちらかを固定しておく。例えばガントリ回転時間RTを固定すると、図7に示すスキャン条件表1164のガントリ回転時間RTあるいはガントリ回転速度の条件が固定と表示される。一方ビームピッチBPは可変と表示される。この逆の場合には対応してスキャン条件表1164の表示も逆になる。今ガントリ回転時間RTあるいはガントリ回転速度が固定と設定されていると仮定すると、ステップS1252からステップS1254に実行が移る。
【００９３】
ステップS1254で、被検者102の心拍数HRと固定されているガントリ回転時間RTから(数6)に基づいて心電同期スキャンが可能となるビームピッチBPの条件が演算される。(数6)の条件式は不等式であり、条件を満たすビームピッチBPの値が一意的に決まらないが、ここでは、イコールの条件を満たすビームピッチBPの値BP0だけでなく、不等式を満たす領域も求められる。例えばイコールの条件を満たすビームピッチBPの値BP0に対してどちらの領域が不等式の条件を満たす領域であるかが求められる。
【００９４】
(数6)の条件式を満たすビームピッチBPと、固定されているガントリ回転時間RTを用いて(数3)からテーブル302の移動速度TSをステップS1255で演算する。
【００９５】
(数6)の条件式のイコールの条件を満たす場合には、上述した如く、ビームピッチBPは一義的な値BP0となり、テーブル302の移動速度TSも一義的な値TS0となる。
【００９６】
一方不等式の条件を満たすビームピッチBPはイコールの条件を満たすビームピッチBPの値BP0に対して領域を表すこととなり、テーブル302の移動速度TSも等号(イコール)の条件を満たす移動速度TS0に対して領域を表すこととなる。例えばイコールの条件だけでなく不等式の条件を満たす領域を考慮すると、テーブル302の移動速度TSは移動速度TS0以下の速度となる。
【００９７】
次に(数4)を用いて撮影範囲Lと、算出したテーブルの移動速度TSから、ステップS1256により、スキャン時間Sを算出する。イコールの条件に基づくスキャン時間S0に加え、イコールの条件だけでなく不等式の条件を満たす領域を考慮すると図7のスキャン時間Sは、後述するステップS1214により演算された条件が図7に表示されると、撮影スケジュール表1162にスキャン時間S0以上として表示される。図7のグラフ1114は(数6)の条件式の等号と不等号の条件の内、等号に基づき表示されたグラフであり、不等号の条件に基づく領域はグラフ1114よりテーブル移動速度TSが遅い領域Aとなる。操作者はグラフ1114そのものの値をX線撮影条件として選択しても良いが、被検者102のX線撮影時の心拍数の変動を考慮して、グラフ1114よりテーブル移動速度TSが遅い領域A内の特定値を選択して設定することができる。仮にグラフ1114よりテーブル移動速度TSが遅い領域Aの特定値を条件とするために、画面上でグラフ1112の時点t2を時間軸に沿って移動させることにより、新しい条件例えば新しいテーブルの移動速度TSが入力される。
【００９８】
あるいはグラフの傾斜を移動させることにより、例えばグラフ1112の点P1をグラフ1114の点P2に移動することにより、スキャン条件が変更され、新しい条件が入力される。この新しい条件を設定値として、関連する数値が演算され、スキャン条件表1164に表示される条件が演算された値に変更される。この演算結果を操作者が見て、最終的なスキャン条件として決定することが可能である。
【００９９】
上記演算された結果は、ステップS1257により、一時記憶メモリに保存され、次にステップS1258により上記演算結果に基づく表示が図7の画像のように行われ、上述した如く新しい条件の表示が行われる。またステップS1257による一時記憶メモリへの保存により、図7にアイコン1166やアイコン1167、アイコン1168で示す如く、一時記憶の存在を示すアイコンが表示される。これらのアイコンは演算結果の一時保存を示すと共に保存された上記演算結果を読み出すために使用される。
【０１００】
前記表示を選択することにより、一時記憶メモリに保存された演算結果が読み出され、図7の如く表示される。一時記憶メモリへの保存が複数個ある場合には、対応する複数個のアイコンが表示され、表示されたいずれかのアイコンが選択されることにより、選択されたアイコンに対応する演算結果に基づく表示が、ステップS1258によりモニタ表示装置246に対して行わる。
【０１０１】
ステップS1258はステップS1257に続いて実行されるだけでなく、アイコンが選択された場合にも、アイコンの選択に基づき実行される。ステップS1258の後、ステップS1259で心電同期条件の演算および演算結果の表示が終了する。
【０１０２】
図8は、図4に示すステップS1212およびステップS1214の具体例であり、図8に示すフローチャートの終了後、ステップS1216が実行され、操作者がX線撮影を選択する場合には、図4に示すステップS1400に進み、X線撮影が行われる。
【０１０３】
図8の上記説明は、図7に例示の如く、ガントリ回転時間RTを固定し、ビームピッチBPを可変とした場合である。逆にビームピッチBPを固定し、ガントリ回転時間RTを可変とした場合について次に説明する。ビームピッチBPを固定にした場合には、ステップS1252からステップS1262へ実行が移り、被検者102の心拍数HRとビームピッチBPに基づいて心電同期スキャンが可能となるガントリ回転時間RTの条件を演算により求める。条件式(数7)は不等号を有するので、条件式(数7)を満たすガントリ回転時間RTの値は、一意的に決まらない。条件式(数7)の等号条件を満たすガントリ回転時間RTの値RT0が演算され、さらにここでは、不等式を考慮してガントリ回転時間RT0に続く領域が演算される。
【０１０４】
ステップS1262の演算結果に基づいて、ステップS1264により、ガントリ回転時間RTと固定されているビームピッチBPを用いて(数3)からテーブルの移動速度TSを算出する。さらに上述したようにステップS1256により、(数4)を用いて撮影範囲Lと算出したテーブルの移動速度TSから、スキャン時間Sを演算する。
【０１０５】
この演算はガントリ回転時間RTを固定した場合の演算と同様である。ステップS1257で、演算したデータを保存して、ステップS1258で、図7に示す如く、操作画面上のチャートとして表示する。先に説明したと同様に、等号で示す条件だけでなく不等号で示す条件により心電同期スキャンにおけるテーブルの移動速度TSが演算されるので、図7のグラフ1114は等号の条件、領域Aは不等号の条件を表す。
【０１０６】
上記、ガントリ回転時間RTまたは、ビームピッチBPのどちらかを固定して、演算したテーブルの移動速度TSやスキャン時間Sは、異なるため、同期条件として、グラフ1114は異なるグラフとして操作画面上のチャートに表示される。
【０１０７】
しかし、(数6)又は(数7)において、ビームピッチBP又はガントリ回転時間RTが条件式のイコールを満たす値のみとすると、ガントリ回転時間RTを固定して演算した場合も、ビームピッチBPを固定して演算した場合も、テーブルの移動速度TSとスキャン時間Sとが同じ値を示す。なぜなら、(数6)又は(数7)のイコールを満たす式を(数3)に代入すると、どちらを固定した場合にもテーブルの移動速度TSは以下の式で表されるからである。
【０１０８】
【数８】
2014024857.tif 000010
【０１０９】
図7のチャートの表示で、テーブルの移動速度TSとスキャン時間Sも同時に、操作画面上に表示されると、テーブルの移動速度TSの最大値とスキャン時間Sの最小値が目で見て理解できるので、有効である。図7で時点t1から時点t2の間の時間は操作者が設定した、心電同期スキャンの実行が困難な設定値でのスキャン時間S1であり、時点t1から時点t5の間の時間は演算結果による、心電同期スキャンの実行が可能な設定値でのスキャン時間S2である。
【０１１０】
さらに、被検者102の心拍変動を考慮する必要がある場合には、上述した如く、操作者が心拍変動を考慮し、心拍数の変動範囲を入力し、入力された心拍数の変動範囲において心電同期スキャンが可能なスキャン条件から、心拍数の変動範囲を考慮したガントリ回転時間RTを求めたり、テーブル302の移動速度のTSを求めることができる。さらに入力された心拍数HRの変動範囲の最小心拍数と最大心拍数を用いて、上記の手段で心電同期可能なスキャン条件に加え、そのときのスキャン時間を、心拍数の変動範囲に対応させて算出することができる。
【０１１１】
図9は、心拍数の変動範囲が大きい被検者102の心電同期条件を演算するためのフローチャートである。図8に示すフローチャートと基本的な考え方は同じであり、また同じ参照符号のステップは同じ内容の処理を示しており、同じ作用効果を奏する。まず、図8で説明したフローチャートと同様、ガントリ回転時間(RT)又はビームピッチ(BP)のどちらかを固定状態に設定する。
【０１１２】
ガントリ回転時間RTを固定状態に設定した場合には、ステップS1252の実行からステップS1272の実行に移る。このステップS1272で、被検者102の心拍数HRの最大値HRHと最小値HRLとが予め入力される。さらにステップS1272において、入力された心拍数HRの最大値HRHと最小値HRL、固定されているガントリ回転時間RTから(数6)に基づいて心電同期スキャンが可能となるビームピッチBPの条件を演算により求める(S1272)。このとき、心拍数HRの最大値におけるビームピッチBPの条件と、心拍数HRの最小値におけるビームピッチBPの条件との2つの条件があり、それぞれ条件を満たすようなビームピッチBPの値を2つ求める。
【０１１３】
この条件式が不等式であるため、この式を満たすビームピッチBPの値は一意的に決まらない。条件式のイコールだけでなく、不等号の条件を満たす値についても演算する。上述の如く、ステップS1272においてこの条件式(数6)を満たすビームピッチBPを演算する。次にステップS1255において、上述の演算により求められたビームピッチBPと、固定されているガントリ回転時間RTを用いて(数3)からテーブル302の移動速度TSを算出する。
【０１１４】
図8に基づいて上述したのと同様、図9のステップS1256において、式(数4)を用いて撮影範囲Lと、演算したテーブルの移動速度TSから、スキャン時間Sを演算する。次にステップS1257により、それらの演算されたデータを一時保存して、ステップS1258により設定条件や演算結果が表示される。表示内容を図10に示す。
【０１１５】
次にガントリ回転時間RTの代わりに、ビームピッチBPを固定した場合は、ステップS1252からステップS1273へ実行が移り、ステップS1273において、被検者102の心拍数HRHの最大値と最小値HRLと、ビームピッチBPから(数7)に基づいて心電同期スキャンが可能となるガントリ回転時間RTの条件を演算により求めることができる。
【０１１６】
このとき、ガントリ回転時間RTを固定して計算したときと同様に、心拍数HRの最大値HRHにおけるガントリ回転時間RTの条件と、心拍数HRの最小値HRLにおけるガントリ回転時間RTの条件との2つの条件があり、それぞれ条件を満たすようなガントリ回転時間RTの値を2つ求める。条件式には等号に加えて不等号の条件があるため、条件式を満たすガントリ回転時間RTの値は、一意的に決まらない。
【０１１７】
ここで、条件式のイコールの条件だけであれば、ガントリ回転時間RTの値を特定することができ、条件式の不等号の条件により前記特定されたガントリ回転時間RTを境界とする領域を求めることができる。この条件式を満たすガントリ回転時間RTの境界及び領域と、固定されているビームピッチBPを用いて(数3)からテーブルの移動速度TSの境界値および領域を、ステップS1264から演算によりもとめる。
【０１１８】
ステップS1256では、上述した処理と同様に、(数4)を用いて撮影範囲Lと、算出したテーブルの移動速度TSから、スキャン時間Sを演算により求める。そして、ガントリ回転時間RTを固定して演算した時と同様に、それらの演算したデータをステップS1257で一時記憶メモリに保存して、ステップS1258で操作画面上のチャートに表示して、ステップS1279で処理を終了し、図4のステップS1216に実行が移る。
【０１１９】
ステップS1258で表示される操作画面上のチャートを図10に示す。
【０１２０】
上記、ガントリ回転時間RTまたは、ビームピッチBPのどちらかを固定して、計算したテーブルの移動速度TSやスキャン時間Sは、それぞれ異なるため、同期条件として、2種類のグラフがそれぞれ2つ、合計4つのグラフが、操作画面上のチャートに表示されることになる。しかし、図10では、表示が煩雑になるため、ガントリ回転時間RTを固定した場合と、ビームピッチBPを固定した場合とで、それぞれ別々に描かれるグラフの一方を省略して表示している。
【０１２１】
前述のように、(数6)又は(数7)において、ビームピッチBP又はガントリ回転時間RTが条件式のイコールを満たす値をとる場合には、ガントリ回転時間RTを固定して演算した場合と、ビームピッチBPを固定して演算した場合とで、テーブルの移動速度TSとスキャン時間Sが、同じになる(数8)。さらに具体的な個々の条件を考慮すると異なる値をとるが、基本的なパラメータについて演算を行うと同じ結果となる。この場合は一方の条件の演算で対応できる。
【０１２２】
なお、上述したように演算結果のチャートに加え、テーブルの移動速度TSとスキャン時間も同時に、操作画面上のチャートに表示すると、テーブルの移動速度TSの最大値とスキャン時間の最小値が目で見て理解できるので、有効である。被曝線量の管理にも役立つ。
【０１２３】
図10に記載した操作画面上のチャートの基本的な考え方は図7と略同じである。図7はスキャンスケジュール1152とスキャンスケジュール1154とが設定された場合の例であるが、図10では説明を簡単にするためスキャンスケジュール1152のみを設定し、スキャンスケジュール1154は設定されていない。図8に基づいて説明したとおり、図10でも、ステップS1258で、一時保存を行う毎に履歴を示すアイコン1166あるいはアイコン1167、アイコン1168が表示される。
【０１２４】
ステップS1272において、最大心拍数HRH(例えば心拍数70bpm)と最少心拍数HRL(例えば心拍数62bpm)が入力された場合に、それぞれに基づくテーブル移動速度TSのグラフ1115およびグラフ1117が演算されて表示される。点P1と点P3とで特定されるグラフ1115は、最大心拍数HRHに対応する心電同期スキャンを可能とする条件の内、演算式(数6)の等号に対応した条件である。さらにグラフ1115よりテーブル移動速度TSが遅い領域が演算式(数6)の不等号を満足する条件である。グラフ1115は、最大心拍数HRHに対応した心電同期スキャンを可能とする条件の内、テーブル移動速度TSが最も速い条件であり、スキャン時間が短くなる利点がある。
【０１２５】
一方、点P1と点P4とで特定されるグラフ1117は、最少心拍数HRLに対応する心電同期スキャンを可能とする条件の内、演算式(数6)の等号に対応した条件である。
【０１２６】
このグラフ1115よりテーブル移動速度TSが遅い領域が演算式(数6)の不等号を満足する条件である。グラフ1117は、最少心拍数HRLに対応した心電同期スキャンを可能とする条件の内、テーブル移動速度TSが最も速い条件である。スキャン時間が短くなる利点がある。
【０１２７】
操作者は、被検者102の心拍数HRの変動状態から判断し、さらに最大心拍数HRHに対応したグラフ1115と最少心拍数HRLに対応したグラフ1117とを考慮して、図10のチャートからスキャン条件を設定することができる。例えばチャートで点P2を選択すると、点P2に対応する心拍数HRが検知され、設定される。あるいは、スキャン条件表1164に心拍数HRの値を入力すると、スキャン条件を設定することができるとともに選択された心拍数HRの値に対応してチャート上にテーブル移動速度TSを表すグラフ、例えばグラフ1116が表示される。
【０１２８】
上記実施例は、心電情報と同期してデータを収集し、X線画像の再構成を可能とする条件を示したものであり、言い換えると1つのセグメントで画像再構成する条件となる。心電情報を取り込みながらヘリカルスキャンし、その後心電情報と同期させて画像再構成を行う撮影方法(ここではレトロスペクティブスキャンと称す)では、より時間分解能の高い画像を作成するために、複数の心拍から投影角度が異なる投影データを収集して画像再構成する方法がある。これをマルチセグメント再構成法と言い、複数の心拍のうち、1心拍分の投影データを図6に示す如くセグメントと記す。セグメント数が多くなるほど、より時間分解能が高い画像が得られる。
【０１２９】
(数2)に示した心電同期条件式は、セグメント数が1の場合であり、必ず1回分の心拍分の情報を得ることができるために、心周期CCの2倍の時間が必要であるため、右辺が心周期CCの2倍となっている。セグメント数が2であれば、必ず2回分の心拍分の情報を得ることができるためには、心周期CCの3倍の時間が必要であるため、(数2)の右辺は心周期CCの3倍となる。同様に、セグメント数が3であれば、(数2)の右辺は心周期CCの4倍となる。すなわち(数2)の右辺はセグメント数より1つ多い数の心周期CCを使用することとなる。これを式で表すと以下の様になる。
【０１３０】
【数９】
2014024857.tif 000011
【０１３１】
操作者が入力するセグメントの数により何心拍分の投影データDSを使用するかが定まる。セグメント数が1の場合からセグメント数が3の場合について上述したが、更に多くのセグメント数についても同様に考えることができる。図11のフローチャートは図4のステップS1212とステップS1214の詳細を示す処理手順であり、図11のフローチャートに基づきモニタ表示装置246に表示される画面を図12に示す。
【０１３２】
図4のステップS1210で、図12に示すスキャン領域をスキャノグラム1102の上にスキャンスケジュール1152として示す。また図4のステップS1210で、スキャンスケジュール1152が心電同期スキャンであることが入力され、更にその他のスキャン条件、例えばセグメント数などが操作者によって入力される。図12において撮影スケジュール表1162に示す如く、操作者のステップS1210での入力に従い、撮影条件として心電同期スキャン撮影と表示される。
【０１３３】
ステップS1210の入力に基づいて、図4のステップS1211で心電同期スキャンと判断され、実行がステップS1211からステップS1212に移る。即ち図11に示すステップS1280の実行が開始される。ステップS1210の入力では、ガントリ回転時間RTは図12のスキャン条件表1164で固定と表示されており、先ずガントリ回転時間RTを固定した場合について説明する。なお、ステップS1210での入力で、ビームピッチBPを固定、ガントリ回転時間RTを可変と入力すると、図12のスキャン条件表1164にはその旨が表示される。この例では、上述のとおり、先ずガントリ回転時間(RT)を固定した場合を説明する。
【０１３４】
ガントリ回転時間RTを固定状態に設定した場合には、ステップS1252の実行からステップS1282の実行に移る。このステップS1282では、先の図4のステップS1210で入力されたセグメント数(SEG)と心拍数(HR)を使用する。さらにステップS1282において、先にステップS1210で入力されたセグメント数(SEG)と心拍数(HR)、固定されているガントリ回転時間RTから(数9)に基づいて心電同期スキャンが可能となるビームピッチBPの条件を演算により求める(S1282)。
【０１３５】
(数9)の条件式が不等式であるため、前述のように、この式を満たすビームピッチBPの値は一意的に決まらない。条件式のイコールだけでなく、不等号の条件を満たす値についても演算する。ステップS1282においてこの条件式(数9)を満たすビームピッチBPを演算する。次にステップS1255において、上述の演算により求められたビームピッチBPと、固定されているガントリ回転時間RTを用いて(数3)からテーブル302の移動速度TSを算出する。
【０１３６】
図8に基づいて上述したのと同様、図11のステップS1256において、式(数4)を用いて撮影範囲Lと、演算したテーブルの移動速度TSから、スキャン時間Sを演算する。次にステップS1257により、それらの演算されたデータを一時保存して、ステップS1258により設定条件や演算結果が表示される。表示内容を図12に示す。
【０１３７】
図12において、操作者が図4に示すステップS1210において、入力した条件がグラフ1120であり、例えば、セグメント数は1である。このスキャン条件は、テーブル移動速度TSが速く、被曝量が少ない。しかし、このスキャン条件は撮影スケジュール表1162に「否」として示されている如く、図11のフローチャートによる演算では、心電同期スキャンの条件を満足しない。従って使用できない。図11で説明の演算により求められた心電同期スキャンを行うことができるテーブル移動速度TSは、グラフ1121である。なお、グラフ1121は条件式の等号を満足する境界条件であり、グラフ1121よりテーブル移動速度TSが遅い領域は条件式の不等号の条件が満たされ、心電同期スキャンを行うことができる。上記実施例は、セグメント数を1としたグラフである。
【０１３８】
セグメント数が1の場合は、時間分解能が低く、図12のスキャン条件表1164に示される表示1171が選択されている。表示1171が選択されると高速撮影が行われる長所があるが、画質が低くなる点が短所である。画質を上げるには、表示1172を選択する。セグメント数を増加すると画質を向上することができる。
【０１３９】
図11のステップS1289は、図4のステップS1216に繋がっており、図4のステップS1216から再びステップS1210に戻り、セグメント数を変更して、増やすことができる。例えばグラフ1121はセグメント数が1であり、次にセグメント数を2に変更すると、ステップS1211の次に図11のステップS1280が実行される。ステップS1252からステップS1282に実行が移ると今度はセグメント数を2に変更して、ステップS1282やステップS1255の演算が実行される。そしてステップS1256でセグメント数が2のスキャン時間やテーブル移動速度TSが演算される。前回と同様ステップS1257で演算結果が一時保存され、ステップS1258で図12に追加表示される。セグメント1のグラフ1120およびグラフ1121に加え、セグメント2のグラフ1122が表示される。
【０１４０】
同様にセグメント数を例えば3に変化させると、セグメント数を3に変えた条件で、ステップS1282やステップS1255の演算、さらにステップS1256の演算が行われ、図12のチャートに、セグメント数が3のグラフ1123が追加表示される。セグメント数を多くすることで、撮影時間が長くなるが、時間分解能が向上し、図12のスキャン条件表1164の表示1172を選択することにより、画質が向上するメリットがある。操作者は被曝線量に関係する撮影時間と画質等を考慮して、グラフ1121やグラフ1122、グラフ1123を参考として、被検者102に適した撮影条件を設定できる。
【０１４１】
なお、ステップS1257の保存に対応してアイコン1166やアイコン1168が表示され、アイコンが選択されることで、演算結果が再現される。またグラフ1121やグラフ1122、グラフ1123がクリックなどの操作により選択されることにより、選択されたグラフの詳細な撮影条件が撮影スケジュール表1162やスキャン条件表1164に表示される。
【０１４２】
次にガントリ回転時間RTの代わりに、ビームピッチBPを固定した場合について説明する。ステップS1252からステップS1283へ実行が移り、ステップS1283において、セグメント数SEGと被検者102の心拍数HRと、ビームピッチBPから(数9)に基づいて心電同期スキャンが可能となるガントリ回転時間RTの条件が演算により求められる。上述のように条件式には等号に加えて不等号の条件があるため、条件式を満たすガントリ回転時間RTの値は、一意的に決まらず、境界(等式の解)及び領域(不等式の解)が演算により求められる。この条件式を満たすガントリ回転時間RTと、固定されているビームピッチBPを用いて(数3)からテーブルの移動速度TSの境界値および領域が、ステップS1264において演算によりもとめられる。
【０１４３】
ステップS1256では、上述した処理と同様に、(数4)を用いて撮影範囲Lと、算出したテーブルの移動速度TSから、スキャン時間Sが演算により求められる。そして、ガントリ回転時間RTを固定して演算した時と同様に、それらの演算されたデータがステップS1257で一時記憶メモリに保存されて、ステップS1258で操作画面上のチャートに表示されて、ステップS1289で処理を終了し、図4のステップS1216に実行が移る。
ステップS1258で表示される操作画面上のチャートを図12に示す。
【０１４４】
上記、ガントリ回転時間RTまたは、ビームピッチBPのどちらかを固定して、計算したテーブルの移動速度TSやスキャン時間Sは、それぞれ異なるため、同期条件として、あるセグメント数につき、2種類のグラフが、操作画面上のチャートに表示されることになる。しかし、図12では、表示が煩雑になるため、ガントリ回転時間RTを固定した場合と、ビームピッチBPを固定した場合とで、それぞれ別々に描かれるグラフの一方を省略して表示している。
【０１４５】
(数9)において、ビームピッチBP又はガントリ回転時間RTが条件式のイコールを満たす値をとる場合には、セグメント数が1の場合と同様に、ガントリ回転時間RTを固定して演算した場合と、ビームピッチBPを固定して演算した場合とで、テーブルの移動速度TSとスキャン時間Sが、同じになる。そのときのテーブル移動速度は以下の数式10(数10)で表される。
【０１４６】
【数１０】
2014024857.tif 000012
【０１４７】
なお、上述したように演算結果のチャートに加え、テーブルの移動速度TSとスキャン時間も同時に、操作画面上のチャートに表示すると、テーブルの移動速度TSの最大値とスキャン時間の最小値が目で見て理解できるので、有効である。被曝線量の管理にも役立つ。
【０１４８】
図12に示した操作画面上のチャートの基本的な考え方は図10及び図7と略同じである。図10と同様に、図12では説明を簡単にするためスキャンスケジュール1152のみを設定し、スキャンスケジュール1154は設定されていない。また、図12でも、ステップS1258で、一時保存を行う毎に履歴を示すアイコン1166あるいはアイコン1167、アイコン1168が表示される。
【０１４９】
ステップS1282において、あるセグメント数が入力された場合に、それに基づくテーブル移動速度TSの境界及び領域が演算されて表示される。例えば、セグメント数1が入力された場合に、それに基づくテーブル移動速度TSが演算されてグラフ1120が表示され、セグメント数2の場合には、グラフ1122が表示され、セグメント数3の場合には、グラフ1123が表示される。それらのグラフは心電同期スキャンを可能とする条件の内、演算式(数9)の等号に対応した条件を満たすグラフであり、このときテーブル移動速度TSが最も速くなる。演算式(数9)の不等号を満たすテーブル移動速度TSの領域は、表示されるグラフよりテーブル移動速度TSが遅い領域である。
【０１５０】
図12と、(数10)からわかるように、セグメント数が多くなるほど(時間分解能が高くなるほど)、テーブル移動速度(TS)は遅くなる。
【０１５１】
図12の表示画面には高速撮影タイプと高画質タイプかをグラフィカルに表示する。操作者は、被検者102の心拍数HRを考慮して、検査時間を短くしたい場合は、高速撮影タイプ(セグメント数が小さい、または時間分解能が低い)の条件を選択し、画質重視の検査を実施したい場合は、高画質タイプ(セグメント数が大きい、または時間分解能が高い)の条件を選択することにより、簡単に操作者が求める検査を行うことができる。
【０１５２】
図12のチャートからスキャン条件を設定することができる。例えばチャートでセグメント数2(SEG2)を選択すると(実線で表示)、それに対応するテーブル移動速度TSとスキャン時間Tが表示され、また被曝量も表示される。このようにして、操作者は適切なセグメント数(SEG)を選択することができる。上述した実施形態と同様に、選択された条件に従って、図1に示すX線源126や回転盤124の回転が制御され、また図2に示す寝台300が制御され、スキャンスケジュールに沿ってテーブル302の移動が制御される。
【０１５３】
図13は、既に演算結果が図7や図10、図12などに示すように表示されている場合に、表示された画面を用いて設定値を変更する場合のフローチャートである。図4に記載のフローチャートのステップS1210は、全く新しいスキャン条件を入力する機能と、既に入力されたスキャン条件を変更する機能とを備えている。図4に記載のステップS1210の機能の内、既に入力されたスキャン条件を変更する機能を達成するための具体例を図13を用いて説明する。
【０１５４】
今、図7に示す画面がモニタ表示装置246に表示されているものとして、図13のフローチャートを説明する。モニタ表示装置246に表示されている、図7に記載の画面を見ながら操作者がスキャン条件を変更する場合に、操作者は変更しようとする画面上の対象を先ず指定する。例えばスキャン条件であるグラフ1112をスキャン条件であるグラフ1114に変更する場合に、次の2つの方法がある。第1の方法はグラフ1112の点P1を移動してグラフ1114の点P2に合わせる方法である。第2の方法はグラフ1114を直接指定する方法である。
【０１５５】
前記第1の方法は、点P1を連続的に移動するので、グラフ1114の点P2だけでなく、点P2に隣接する領域Aの内の点を選択することができる。さらにドラッグしながら対象を移動することにより、移動の途中でチャートや撮影スケジュール表1162およびスキャン条件表1164の数値が対応して変更されるので、チャートや撮影スケジュール表1162およびスキャン条件表1164を見ながら、設定値を決めることができるメリットがある。一方第2の方法は、既に予定している変更条件に簡単な装置でスキャン条件を変更できるメリットがある。
【０１５６】
図4や図8、図9、図11、図13に記載のフローチャートは、分り易く一連の流れで記載しているが、実際には、複数のプログラムに分割されて、例えば非常に短い時間間隔で繰り返し実行される。以下で説明する図13のフローチャートは、実際には、短い周期で繰り返し実行されるので、ドラック操作の途中で繰り返し演算が行われ、ドラック操作に追随してチャートや撮影スケジュール表1162およびスキャン条件表1164の表示が変化する。従って表示の変化を見ながらドラック操作により、スキャン条件を設定することができるメリットがある。
【０１５７】
上述のとおり、図13に示すフローチャートが短時間周期で繰り返し実行され、ステップS1300が実行されると、ステップS1312で変更対象が選択されたかあるいは既に選択されているかを判断する。ステップS1312で、もしステップ条件の変更対象が選択されていない場合には、このステップS1300からのフローチャートはステップS1346で一旦終了し、短時間周期で繰り返される次の実行周期で、ステップS1300が再び実行される。
【０１５８】
ステップS1312で、図7の変更対象の指定が為されると、操作者が変更対象を確認できるように、ステップS1314で、選択された変更対象の表示を変える。例えば表示の色を変える、あるいは実線を破線にするなどのパターンの種類を変える、などが行われる。なお、ステップS1312での変更対象の選択は、例えばクリック操作により行われる。
【０１５９】
次にステップS1314で、変更対象がチャートあるいはスキャンスケジュール1152などであるか、それとも数値あるいは固定や可変の択一的に決まる部分かを判断する。
【０１６０】
変更対象がチャートあるいはスキャンスケジュール1152等の場合は、次にステップS1318に実行が移る。
【０１６１】
次にステップS1318で、あるいはステップS1342でスキャン条件を変更する新たな操作があったかを判断する。この変更は例えばドラッグ操作により行われ、ステップS1318でドラッグ操作による変更の有無が判断される。例えばグラフ1112の点P1が変更対象として選択され、グラフ1112の点P1がドラックにより動かされると、ドラッグの途中であっても、ステップS1318および次のステップS1322の実行時の点P1のドラックの位置が新入力点としてステップS1322で取り込まれ、この取り込まれた点P1のドラックの位置に基づいて演算および表示がステップS1324で行われる。このような操作により、図7の画像がドラッグ操作に基づいて、ドラッグの途中の値を入力値として変化する。ドラッグの終了の時点では、最終の入力値として機能する。
【０１６２】
ドラッグによるスキャン条件の変更ではなく、クリックによるスキャン条件の変更場合は、ステップS1318からステップS1342に実行が移り、ステップS1342でクリック操作が検知され、クリック位置が変更されたスキャン条件としてステップS1344で読み込まれ、新たな設定値となる。ステップS1344で読み込まれた新たな設定値に基づき、図4のステップS1211からステップS1214の手順が実行され、新たに入力されたスキャン条件が図7に示すように表示される。ステップS1300から始まるフローチャートが短時間周期で繰り返し実行されるので、スキャン条件の入力のためのクリックを何度も繰り返すと、各クリック位置の変化を新たな入力値とするグラフが前記各クリックに対応して変化する。この場合はドラッグ操作に似たような表示となり、ドラッグの繰り返しの中から、適するスキャン条件を選択することが可能となる。
【０１６３】
グラフ1112ではなく、スキャンスケジュール1152を変更対象としてステップS1312で選択した場合も、上述の動作と同様に、ステップS1318やステップS1322により診断範囲をドラッグにより、変更できる。変更されたスキャンスケジュール1152に基づいて、ステップS1324で演算および表示が行われ、新たに変更されたスキャンスケジュール1152に基づくチャートが図7のように表示される。
【０１６４】
変更対象としてチャートではなく、図7の撮影スケジュール表1162やスキャン条件表1164が選択された場合は、ステップS1316からステップS1332およびステップS1334に実行が移り、新たな数値の入力があった場合には、ステップS1334に続いてステップS1336で新たな入力値がスキャン条件として設定される。例えば、スキャン条件表1164のセグメント数SEGをクリックするとスキャン条件表1164のセグメント数SEGが変更対象となり、ステップS1314でセグメント数SEGの表示の色が変化する。そしてセグメント数SEGの項目が変更可能となる。次にセグメント数SEGの数が入力されると、ステップS1334およびステップS1336の実行により、新たに入力された値が新たなセグメント数SEGとして設定される。
【０１６５】
図14は、図4のステップS1400の実行に伴うX線撮影経過を示す画像であり、図3のX線撮影部420および表示制御部432の動作に基づいて、モニタ表示装置246に表示される画像である。図14で点SP1と点SP2が現在の撮影経過を表している。
【０１６６】
点SP1および点SP2が既に時間t2を過ぎており、撮影スケジュール表1162に記載の撮影1が「完了」と表示されている。点SP1および点SP2が時間t4を過ぎると撮影スケジュール表1162に記載の撮影2が「完了」との表示に変わる。
【０１６７】
図15は、ボリュームスキャン1134とボリュームヘリカルスキャン(バリアブルピッチ)1132とを対比して表示したチャートであり、ボリュームヘリカルスキャン(バリアブルピッチ)1132とした場合に、どの程度撮影時間を短縮できるかが、判断できる。ボリュームヘリカルスキャン(バリアブルピッチ)1132は、テーブルの助走区間もスキャンを行うため、通常のボリュームスキャンのスキャン計画時よりトータルのスキャン時間を短縮することができる効果がある。ボリュームスキャン1134とボリュームヘリカルスキャン(バリアブルピッチ)1132とは、それぞれ長所と短所とがあり、ケースバイケースで選択することが望ましい。
【０１６８】
図15の如くボリュームスキャン1134とボリュームヘリカルスキャン(バリアブルピッチ)1132とを対比して表示することにより、適切な選択が可能となる。さらに図15では、ボリュームスキャン1134とボリュームヘリカルスキャン(バリアブルピッチ)1132とを選択するためのアイコンが表示されており、図15ではボリュームヘリカルスキャン(バリアブルピッチ)1132のアイコンが「ON」、一方ボリュームスキャン1134のアイコンが「OFF」となり、ボリュームスキャン1134とボリュームヘリカルスキャン(バリアブルピッチ)1132の方が選択されている。このように、ボリュームスキャン1134とボリュームヘリカルスキャン(バリアブルピッチ)1132の対比のチャートに合わせて、どちらの撮影を選択するかのアイコンが表示されているので、操作が容易となる効果がある。
【符号の説明】
【０１６９】
100  X線CT装置、102  被検者、106  心電計、120  ガントリ、122  開口部、124  回転盤、126  X線源、142  X線制御装置、144  ガントリ制御装置、146  寝台制御装置、148  データ収集装置(DAS)、200  演算制御装置2、212  CT制御部、214  画像処理部、218  再構成演算部、222  中央処理装置、224  主メモリ、226  データ記録装置、242  入出力処理装置、244  表示メモリ、246  モニタ表示装置、250  バスライン、252  外部入力装置、254  マウス、262  ネットワークアダプタ、264  ネットワーク、268  外部データベース、300  寝台、302  テーブル、304  リフト部、412  スキャノグラム撮影部、414  撮影スケジュール設定部、416  撮影条件設定部、418  同期条件演算部、419  スキャンデータ演算部、420  X線撮影部、422  画像再構成部、432  表示制御部、434  記録制御部、436  外部接続制御部、438  X線制御部、442  ガントリ制御部、444  寝台移動制御部、1102  スキャノグラム、1152，1154  スキャンスケジュール、1162  撮影スケジュール表、1164  スキャン条件表、1166，1167，1168  アイコン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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