(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
X線を発生するX線源と、
前記X線源に対向配置され被検者を透過したX線を検出するX線検出器と、
前記X線検出器により検出した透過X線を撮影データとして収集するデータ収集装置と、
診断部位の運動情報を計測する運動情報計測器と、
前記撮影データ及び撮影中の診断部位の運動情報を取得し、取得した撮影データまたは運動情報に基づいて操作者が任意の運動位相を選択する位置である位相選択位置を決定し、決定した位相選択位置毎に複数の運動位相の選択画像を前記撮影データに基づいて作成する選択画像作成部と、
作成した選択画像を提示する提示部と、
提示された複数の運動位相の選択画像から任意の運動位相の選択を前記位相選択位置毎に受け付ける位相選択部と、
選択された運動位相に基づいて診断部位全体の各体軸方向位置における最適な運動位相を示す運動位相分布を算出する算出部と、
診断用画像を再構成する運動位相を前記運動位相分布に基づいて体軸方向位置毎にそれぞれ決定し、決定した運動位相で診断用画像を再構成する診断用画像作成部と、
を備えることを特徴とするX線CT装置。
【請求項２】
前記算出部は、前記位相選択位置と各位相選択位置において選択された運動位相との関係に基づいて求められる曲線または直線を前記運動位相分布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】
前記算出部は、複数の前記位相選択位置において選択された運動位相の平均値を前記運動位相分布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】
前記算出部は、更に、算出された前記運動位相分布の修正を受け付け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５】
X線を発生するX線源と、
前記X線源に対向配置され被検者を透過したX線を検出するX線検出器と、
前記X線検出器により検出した透過X線を撮影データとして収集するデータ収集装置と、
診断部位の運動情報を計測する運動情報計測器と、
前記撮影データ及び撮影中の診断部位の運動情報を取得し、取得した撮影データまたは運動情報に基づいて操作者が任意の運動位相を選択する位置である位相選択位置を決定し、決定した位相選択位置毎に複数の運動位相の選択画像を前記撮影データに基づいて作成する選択画像作成部と、
作成した選択画像を提示する提示部と、
前記位相選択位置の選択優先度を設定し、保持する選択優先度設定部を備え、
前記提示部は、前記選択優先度が高い位相選択位置から順に前記複数の運動位相の選択画像を提示することを特徴とするX線CT装置。
【請求項６】
画像処理装置が、
X線CT装置により計測された撮影データ及び撮影中の診断部位の運動情報を取得し、取得した撮影データまたは運動情報に基づいて操作者が任意の運動位相を選択する位置である位相選択位置を決定し、決定した位相選択位置毎に複数の運動位相の選択画像を前記撮影データに基づいて作成するステップと、
作成した選択画像を提示するステップと、
提示された複数の運動位相の選択画像から任意の運動位相の選択を前記位相選択位置毎に受け付けるステップと、
選択された運動位相に基づいて診断部位全体の各体軸方向位置における最適な運動位相を示す運動位相分布を算出するステップと、
診断用画像を再構成する運動位相を前記運動位相分布に基づいて体軸方向位置毎にそれぞれ決定し、決定した運動位相で診断用画像を再構成するステップと、
を含むことを特徴とする画像再構成方法。
【請求項７】
画像処理装置が、
X線CT装置により計測された撮影データ及び撮影中の診断部位の運動情報を取得し、取得した撮影データまたは運動情報に基づいて操作者が任意の運動位相を選択する位置である位相選択位置を決定し、決定した位相選択位置毎に複数の運動位相の選択画像を前記撮影データに基づいて作成するステップと、
作成した選択画像を提示するステップと、
前記位相選択位置の選択優先度を設定し、保持するステップと、を含み、
前記提示するステップでは、前記選択優先度が高い位相選択位置から順に前記複数の運動位相の選択画像が提示されることを特徴とする画像再構成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、X線CT装置及び画像再構成方法に係り、詳細には、動きのある部位の画像を再構成する際の診断に最適な運動位相の選択操作に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、X線CT(Computed Tomography)装置によって身体の動きのある部位を撮影する場合、得られる断層像には動きに起因するアーチファクトが発生する。このアーチファクトを低減するためには、一般に、心電計や呼吸センサ等の生体センサを用いて撮影中の生理的運動の計測を合わせて行い、得られた計測信号を用いて撮影を制御したり、画像を作成したりする。【０００３】
例えば、心臓を対象とする撮影では、心電計によって心電情報を計測しながら撮影を行い、後から適切な心拍位相を選択してその位相での断層像を再構成する(心電同期再構成法)。【０００４】
このような心電同期再構成法の具体例としては、心電波形のR波を基準に使用する撮影データ範囲を決定し画像再構成を行う方法や、心拍位相が等しいがスキャン時刻が異なる撮影データを収集し、収集した撮影データを組み合わせて画像再構成することによって時間分解能の向上を図る方法がある。これらの手法では、R波を基準として様々な心拍位相の画像データを取得することが可能であるが、診断には最も動きアーチファクトの少ない断層像を使用することが望ましいため、操作者は位相の異なる複数の画像データセットから診断に最適な画像を選択する必要がある。【０００５】
一方、撮影データ或いは心臓断層像を装置が解析することにより、心運動を推定し、任意の心拍位相、特に最も心運動の小さい位相(静止心拍位相)における心臓断層像を自動的に作成する方法がある。例えば、特許文献1に記載される方法によれば、撮影時刻の異なる撮影データや、撮影データから作成した複数の断層像から、各々のデータの変化量を解析することによって心運動を算出する。【０００６】
解析するパラメータとしては、CT値の積分値、特徴点間距離、画素重心の変動等がある。これらの方法によれば、装置がデータ解析を行うことによって静止心拍位相を求めるために、診断に使用する心拍位相の画像を操作者が選択する作業が不要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第4157302号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献1に記載される方法のように、装置が静止心拍位相を算出する場合、その精度は解析対象のデータや位相解析アルゴリズムの内容に影響を受ける。そのため、必ずしも操作者が期待する精度で静止心拍位相を求められるとは限らない。また、解析の演算量が多く、時間を要してしまうという問題があった。【０００９】
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、動きのある部位を対象とする撮影において、診断用画像を作成する際に使用する運動位相を少ない操作数で決定可能とし、これにより操作者の負担を軽減しつつ短時間で診断用画像を得ることが可能なX線CT装置及び画像再構成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した目的を達成するために本発明は、X線を発生するX線源と、前記X線源に対向配置され被検者を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線検出器により検出した透過X線を撮影データとして収集するデータ収集装置と、診断部位の運動情報を計測する運動情報計測器と、前記撮影データ及び撮影中の診断部位の運動情報を取得し、取得した撮影データまたは運動情報に基づいて操作者が任意の運動位相を選択する位置である位相選択位置を決定し、決定した位相選択位置毎に複数の運動位相の選択画像を前記撮影データに基づいて作成する選択画像作成部と、作成した選択画像を提示する提示部と、を備えることを特徴とするX線CT装置である。
【００１１】
また、画像処理装置が、X線CT装置により計測された撮影データ及び撮影中の診断部位の運動情報を取得し、取得した撮影データまたは運動情報に基づいて操作者が任意の運動位相を選択する位置である位相選択位置を決定し、決定した位相選択位置毎に複数の運動位相の選択画像を前記撮影データに基づいて作成するステップと、作成した選択画像を提示するステップと、を含むことを特徴とする画像再構成方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、動きのある部位を対象とする撮影において、診断用画像を作成する際に使用する運動位相を少ない操作数で決定可能とし、これにより操作者の負担を軽減しつつ短時間で診断用画像を得ることが可能なX線CT装置及び画像再構成方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】X線CT装置1の全体構成図
【図２】本発明に係るX線CT装置1の機能構成を示すブロック図
【図３】X線CT装置1が実行する処理全体の流れを示すフローチャート
【図４】心電同期再構成法の一例を説明する図
【図５】図3のステップS2の選択画像作成処理の処理手順の一例を示すフローチャート
【図６】図3のステップS2(選択画像作成処理)〜ステップS4(診断位相選択処理)について説明する図
【図７】複数の選択画像80を提示した診断用心拍位相選択画面81の一例
【図８】図7の診断用心拍位相選択画面81において、いくつかの選択画像80が選択された状態を示す図
【図９】図3のステップS5(運動位相分布90の算出処理)〜ステップS6(診断用画像作成処理)について説明する図
【図１０】スプライン補間により求めた運動位相分布90aの例
【図１１】平均値により求めた運動位相分布90bの例
【図１２】心電同期再構成法(心電同期セグメント再構成法)について説明する図
【図１３】心電同期セグメント再構成法を用いる場合の選択画像作成処理(図3のステップS2)の処理手順を示すフローチャート
【図１４】診断部位の特徴部や診断上重要な部位を含む体軸方向位置を位相選択位置とする例について説明する図
【図１５】診断部位の特徴部や診断上重要な部位を含む体軸方向位置を位相選択位置とする場合の選択画像作成処理(図3のステップS2)の手順を示すフローチャート
【図１６】運動情報に異常がある時刻において撮影された体軸方向位置を位相選択位置とする例について説明する図
【図１７】運動情報に異常がある時刻において撮影された体軸方向位置を位相選択位置とする場合の選択画像作成処理(図3のステップS2)の手順を示すフローチャート
【図１８】選択画像80を3次元画像として作成する場合の選択画像作成処理(図3のステップS2)の処理手順を示すフローチャート
【図１９】算出された運動位相分布90を修正するための心拍位相分布修正画面87の一例
【図２０】選択優先度に基づいて選択画像を提示する場合の処理の流れを説明するフローチャート
【図２１】選択優先度テーブルTの一例
【図２２】操作者が仮想内視鏡画像51上で位相選択位置を指定し、診断位相を指定するための診断用心拍位相選択画面81Aの一例
【図２３】運動情報に同期してX線の曝射を制御する撮影について説明する図
【図２４】予測した運動情報と、実際の運動情報との差異について説明する図
【図２５】診断部位の全体画像89を選択画像80と共に表示する診断用心拍位相選択画面81Bの一例
【図２６】図25の診断用心拍位相選択画面81Bにおいて全体画像89上でガイド表示G4を追加することで位相選択位置を追加する例
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
[第1の実施の形態］
まず、図1を参照してX線CT装置1の構成について説明する。
X線CT装置1は、被検者6に対するX線照射を行うとともに被検者6を透過したX線を検出するスキャナガントリ2と、被検者6を載置する寝台テーブル3と、スキャナガントリ2の回転動作及びX線照射動作を制御するスキャナ制御装置202と、被検者6の運動情報(心電情報)を取得する運動情報計測器(心電計)7と、X線CT装置1の各部を制御するための操作卓4とを備える。操作卓4は、システム制御装置401、画像処理装置403、表示装置405、及び入力装置406を備える。
【００１６】
スキャナガントリ2には、X線管201及びコリメータ203と、X線検出器205とが、回転盤207の開口部を介して対向配置されている。回転盤207には、X線照射空間である開口部が設けられる。開口部には、被検者6が載置される寝台テーブル3が搬入される。回転盤207は、回転盤駆動装置210から駆動伝達系を通じて伝達される駆動力によって被検者6の周囲を回転するよう駆動される。
【００１７】
X線管201はX線源であり、スキャナ制御装置202に制御されて所定の強度のX線を連続的または断続的に照射する。スキャナ制御装置202は、操作卓4のシステム制御装置401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201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。コリメータ203は、X線管201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線として被検者6に照射させるものであり、コリメータ203の開口幅はスキャナ制御装置202により制御される。被検者6を透過したX線はX線検出器205に入射する。
【００１８】
X線検出器205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、被検者6を介してX線管201に対向するように配置される。X線検出器205はX線管201から放射されて被検者6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206に出力する。データ収集装置206は、X線検出器205の個々のX線検出素子により検出される透過X線データを収集し、デジタルデータに変換し、撮影データとして操作卓4の画像処理装置403に順次出力する。
【００１９】
スキャナ制御装置202は、操作卓4のシステム制御装置401から送出される制御信号に従って、スキャナガントリ2内のX線管201、コリメータ203、回転盤207の回転を制御する。
【００２０】
寝台テーブル3は、操作卓4のシステム制御装置401から送出される制御信号に従って、寝台テーブル3の高さを適切なものにし、また、体軸方向への前後動、体軸と垂直方向であって寝台テーブル3に平行な方向(左右方向)に移動する。これにより、被検者6がスキャナガントリ2の開口部(X線照射空間)に搬入及び搬出される。
【００２１】
操作卓4のシステム制御装置401は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、ハードディスク等の記憶部等により構成されるコンピュータである。システム制御装置401は、スキャナガントリ2(スキャナ制御装置202)、寝台テーブル3、及び心電計7を制御する。
【００２２】
システム制御装置401の記憶部には、画像処理装置403が生成する画像やX線CT装置1の機能を実現するためのプログラム及びデータ等を記憶する。
【００２３】
システム制御装置401はスキャナガントリ2のデータ収集装置206から入力された透過X線データと心電計7から入力された心電情報とを、撮影時刻に基づいて対応付ける。
【００２４】
画像処理装置403は、データ収集装置206から取得した透過X線データに対して対数変換、感度補正等の前処理を行って撮影データを作成し、撮影データを用いて被検者の断層像を再構成する。再構成した断層像は、表示装置405に表示されるとともに、システム制御装置401の記憶部に記憶される。
【００２５】
また、画像処理装置403は、本発明の機能を実現するための構成として、図2に示すように、選択画像作成部41、選択画像提示部42、位相選択部43、位相分布算出部44、診断用画像作成部45、診断部位抽出部46、選択優先度設定部47を有する。これらの各部については後述する。
【００２６】
表示装置405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、システム制御装置401に接続される。表示装置405は画像処理装置403から出力される再構成画像、並びにシステム制御装置401が取り扱う種々の情報を表示する。
【００２７】
入力装置406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、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システム制御装置401に出力する。操作者は、表示装置405及び入力装置406を使用して対話的にX線CT装置1を操作する。なお、入力装置406は表示装置405の表示画面と一体的に構成されたタッチパネル等としてもよい。
【００２８】
運動情報計測器(心電計)7は、診断部位の運動情報を計測する装置である。例えば、心臓部の撮影では、心電計7によって心臓の心拍運動を計測する。心電計は、被検者6に取り付けた電極を介して、心臓の心拍運動を反映した活動電位の時間変化を表す心電情報を計測し、例えば0.1秒間隔等の所定のサンプリングピッチでデジタル信号に変換する。心電計7により計測した心電情報は、システム制御装置401へ順次送出され、システム制御装置401により投影データに付加される。
【００２９】
なお、本実施の形態では一例として診断部位を心臓部とするため、運動情報計測器7として心電計を用いるものとするが、本発明は心臓部以外の診断部位にも適用可能である。
例えば、診断部位を肺部とする場合は、呼吸の動きを計測する呼吸計等を運動情報計測器7として用いるものとしてもよい。
【００３０】
次に、図2を参照してX線CT装置1の機能構成について説明する。
【００３１】
例えば心臓等、動きのある診断部位の画像を再構成する際、画像処理装置403は、最適な運動位相(例えば、動きの少ない位相)における断層像を作成することが望ましい。
しかし、心臓の拍動は厳密には心臓全体で同じ位相で同じ動きをするわけではない。つまり心臓全体が同じ心拍位相で静止状態となるわけではない。また心臓全体の各スライス位置毎に操作者が手動で心拍位相を決定するのは、非常に手間がかかってしまう。そこで、本発明のX線CT装置1は、図2に示す機能を備え、図3に示す処理手順で断層像(診断用画像)を作成する。
【００３２】
図2に示すように、X線CT装置1は本発明を実現するための機能構成として、選択画像作成部41、選択画像提示部42(提示部)、位相選択部43、位相分布算出部44(算出部)、診断用画像作成部45(画像再構成部)、診断部位抽出部46(抽出部)、選択優先度設定部47(設定部)を有する。なお、図2ではこれらの各機能部を画像処理装置403に設けるものとしたが、システム制御装置401に設けるものとしてもよい。
【００３３】
選択画像作成部41は、スキャナガントリ部2により検出された透過X線データ(撮影データ)及び撮影中の診断部位の運動情報(心電計7により計測された心電情報)を取得し、取得した運動情報に基づいて操作者が任意の運動位相を選択する体軸方向位置である位相選択位置を決定し、決定した位相選択位置毎に複数の運動位相の選択画像80(図7)を撮影データに基づいて作成する。位相選択位置は、例えば、運動情報の周期を基準に設けられる。或いは、解剖学的な特徴を示す部位または診断上重要な部位を位相選択位置としてもよい(第2の実施の形態)。
【００３４】
選択画像提示部42は、選択画像作成部41により作成された複数の運動位相の選択画像80を表示装置405へ送り、操作者が閲覧できるように表示する。操作者は、表示された選択画像80を参照して、各位相選択位置における最適な運動位相を判断し、選択する。
【００３５】
位相選択部43は、選択画像提示部42によって提示された複数の運動位相の選択画像80から任意の運動位相の選択を受け付ける。位相選択部43は、入力装置406を介して操作者により選択入力された運動位相を位相分布算出部44に通知する。
【００３６】
位相分布算出部44は、位相選択部43により選択された各位相選択位置における運動位相に基づいて診断部位全体の運動位相分布90(図9)を算出する。運動位相分布90は、診断部位の各体軸方向位置における最適な運動位相(診断位相)の分布を示すものである。運動位相分布90は、位相選択位置以外の各体軸方向位置の診断位相を決定する際に参照される。運動位相分布90は上述の位相選択位置と各位相選択位置において選択された運動位相とを指標として求められる。例えば、運動位相分布90は、位相選択位置と各位相選択位置において選択された運動位相との関係に基づいて補間演算により求められる曲線または直線としてもよいし、複数の位相選択位置において選択された運動位相の平均値等としてもよい。
【００３７】
診断用画像作成部45は、上述の運動位相分布90に基づいて、各診断用画像IMG_z1、IMG_z2、IMG_z3、・・・を再構成する運動位相(診断位相)を体軸方向位置z1、z2、z3、・・・毎にそれぞれ決定し、決定した診断位相の断層像(診断用画像IMG_z1、IMG_z2、IMG_z3、・・・)を体軸方向位置毎に再構成する。
【００３８】
位相選択位置として、解剖学的な特徴を示す部位または診断上重要な部位を位相選択位置とする場合は、上述の機能構成に加え、更に診断部位抽出部46を設ける(第3の実施の形態)。診断部位抽出部46は、撮影データに基づいて診断部位の評価用画像50を作成し、作成した評価用画像50(図14)から診断部位の解剖学的な特徴を示す部位または診断上重要な部位を抽出する。選択画像作成部41は、診断部位抽出部46により抽出された解剖学的な特徴を示す部位や診断上重要な部位を含む体軸方向位置を位相選択位置とする。この処理の詳細は、第3の実施の形態で説明する。
【００３９】
選択画像提示部42が、優先度の高い位相選択位置から順に選択画像80を提示する場合は、選択優先度設定部47を設ける(第8の実施の形態)。選択優先度設定部47は、位相選択位置の選択優先度の設定を受け付け、システム制御装置401の記憶部に保持する。選択優先度は操作者により予め入力されるものとしてもよいし、或いは、記憶部等に予め記憶されていてもよい。この処理の詳細は、第8の実施の形態で説明する。
【００４０】
次に、図3を参照して、X線CT装置1の動作について説明する。
本実施の形態のX線CT装置1は、図3のフローチャートに示す手順で画像再構成処理を実行する。すなわち、システム制御装置401のCPUは、記憶部から図3に示す画像再構成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。
【００４１】
まず、X線CT装置1は、操作者の操作に従って、動きのある部位の撮影を行う。以下の説明では、心臓を対象とする撮影を行うものとする。撮影中、心電計7を用いて被検者の心臓の動き(心電情報)の取得も同時に行う(ステップS1)。システム制御装置401は、スキャナガントリ2から取得した撮影データ及び心電計7から取得した心電情報を画像処理装置403へ送出する。
【００４２】
画像処理装置403は、操作者が診断位相を選択するために使用する選択画像80の作成を行う(ステップS2)。ステップS2において、画像処理装置403はステップS1で取得した運動情報に基づいて位相選択位置を決定し、決定した位相選択位置毎に複数の運動位相の選択画像80を作成する。
【００４３】
位相選択位置とは、操作者が診断位相を選択する体軸方向位置である。例えば、ステップS1で取得した運動情報が周期的な運動である場合は、その周期を基準に位相選択位置を決定することが考えられる。
【００４４】
以下、心臓の画像を作成する例について説明する。
任意の運動位相(心拍位相)における断層像を作成するには、画像処理装置403は、心電同期再構成法を実施する。心電同期再構成法には様々な手法があるが、一般的にはまず、心電波形のR波位置を基準として心拍位相の異なる断層像をいくつか作成し、選択画像80とする。
【００４５】
図4は隣接するR波(心電波形のピーク)の相対位置80％の心拍位相における断層像を作成する例を説明する図である。図4の波形は、心電計7により得られた心電波形を示している。図4に示すように、R波を基準に80％位置の時刻に撮影されたデータを再構成に必要な撮影角度分(約180度分)だけ切り出し、画像再構成を行う。また、任意の体軸方向位置における断層像を作成するには、各検出器列から得られた撮影データ間で補間処理を施すことによって同一スライス位置のデータセットを作成し、画像再構成を行う。なお、心電同期再構成法を行う場合、低速で撮影が行われ、同じ撮影位置で心拍位相の異なる撮影データが得られている。
【００４６】
このように、心電同期再構成では、基準とするR波によって切り出される撮影データ範囲が異なるため、再構成時に参照したR波が作成される断層像の特性に大きな影響を与える。
【００４７】
図5に運動情報の周期を基準に位相選択位置を決定し、選択画像80を作成する処理フローを示す。
【００４８】
まず画像処理装置403は、ステップS1で取得した心電情報からR波が記録された時刻を求める(ステップS21)。次に、画像処理装置403は、隣接するR波の中間時刻における撮影位置(体軸方向位置)を算出し、算出した撮影位置を選択画像80の画像再構成位置(以下、位相選択位置という)とする(ステップS22)。中間時刻とは、隣接する2つのR波時刻のちょうど中央の時刻(相対50％時刻)としてもよいし、その他の予め設定された位相に対応する時刻としてもよい。つまり、周期的に表れるR波を基準に1心拍毎にそれぞれ位相選択位置が決定される。
【００４９】
画像処理装置403はステップS22で算出した各位相選択位置でそれぞれ複数位相の断層像(選択画像80)を作成する(ステップS23)。複数位相の断層像とは、体軸方向位置(位相選択位置)が同じで、心拍位相が異なる断層像を意味する。なお、選択画像80を作成する心拍位相は静止位相の周辺の位相とすることが望ましい。例えば、75％〜95％の間で、心拍位相が異なる複数の断層像が作成される。また、作成される選択画像80の位相間隔は、例えば5％刻み、或いは1％刻み等、適切な刻み幅が予め設定されているものとする。
【００５０】
画像処理装置403は、全ての位相選択位置で選択画像80を再構成したか否かを判定し(ステップS24)、全ての位相選択位置での再構成が終了するまで、ステップS23の処理(断層像の作成)を繰り返し実行する(ステップS24；No→ステップS23)。全ての位相選択位置での複数の運動位相の断層像(選択画像80)の再構成が終了すると(ステップS24；Yes)、ステップS2の処理(選択画像作成処理)を終了し、図3のステップS3へ移行する。
【００５１】
図3のステップS3の選択画像提示処理では、ステップS2において作成した各位相選択位置の複数位相の断層像(選択画像80)を表示装置405に並べて表示する(ステップS3)。操作者は、表示された複数の選択画像80を参照し、位相選択位置毎に診断に適した心拍位相を選択する(ステップS4)。
【００５２】
図6は、ステップS2〜ステップS4の一連の処理を説明する図である。
図6の左図は心電波形を表しており、縦軸は時間軸、横軸は心電情報とする。画像処理装置403は、撮影時に取得した心電波形からR波位置を認識し、隣接するR波の中間時刻における撮影位置p1、p2、p3、p4、p5を算出し、位相選択位置とする。そして、各位相選択位置p1〜p5においてそれぞれ心拍位相70％〜95％の各断層像を、例えば5％刻みで再構成する。画像処理装置403は作成した断層像(選択画像80)を表示装置405に並べて表示する。
【００５３】
図7は、選択画像80を並べて選択可能に表示したGUI(Graphical User Interface)の一例である位相選択画面81の例を示す。図7の診断用心拍位相選択画面(位相選択画面)81では、横方向を心拍位相、縦方向を位相選択位置とし、縦位置及び横位置に対応する選択画像80が格子状に表示される。表示画面のサイズの制約により一画面内に全ての選択画像80を表示できない場合は、位置更新スライドバー83、及び位相更新スライドバー82を選択画像群の近傍に配置し、画面内に表示する選択画像80を更新できるようにすることが望ましい。
【００５４】
操作者は、マウス等の入力装置406を用いて画面上のポインタ85(図8参照)を操作し、個々の選択画像80をクリックすることによって、位相選択位置毎にそれぞれ診断用心拍位相を選択する。
【００５５】
図8は、図7に示す位相選択画面81において、位相選択位置「0.0mm」では心拍位相「75％」が選択され、位相選択位置「15.0mm」では心拍位相「70％」が選択され、位相選択位置「25.5mm」では心拍位相「80％」が選択された状態を示す。なお、選択された選択画像80を選択画像マスク86a、86b、86cで覆ったり、反転表示する等、選択されていない選択画像80と識別可能に表示することが望ましい。
【００５６】
このように、各位相選択位置において診断位相が操作者により選択されると、次に画像処理装置403は、操作者が選択した各位相選択位置における運動位相に基づいて、診断部位全体の運動位相分布90を算出する(ステップS5)。そして画像処理装置403は、ステップS5において算出された運動位相分布90に従い、診断用の断層像(診断用画像)を作成する(ステップS6)。
【００５７】
図6の右図及び図9を参照して、ステップS5、ステップS6の処理を説明する。
ステップS4の診断位相選択処理では、図6の右図に示すように、各位相選択位置p1〜p5において診断用画像を作成する運動位相(以下、診断位相と呼ぶ)m1〜m5が選択される。選択された診断位相m1〜m5は各位相選択位置p1〜p5で一律とは限らない。更に、各位相選択位置p1〜p5は体軸方向に不連続である。そこで、画像処理装置403は、位相選択位置p1〜p5と各位相選択位置p1〜p5において選択された診断位相m1〜m5とに基づいて診断部位全体の各体軸方向位置における最適な診断位相を示す運動位相分布90を算出する(図9左図)。
【００５８】
運動位相分布90を算出する手法としては、例えば図10に示すように、近接する選択された運動位相と位相選択位置との距離を指標として、選択された各運動位相m1〜m5を通る滑らかな曲線を多項式で表現し、その多項式を運動位相分布90aとして利用するものが挙げられる。このような多項式を利用する数学的手法としては、例えば、スプライン曲線を用いる方法等が利用される。
【００５９】
また、図11に示すように、複数の位相選択位置p1〜p5において選択された各運動位相m1〜m5の平均値を運動位相分布90bとしてもよい。
【００６０】
なお、運動位相分布90(90a、90b)の算出手法は、上述の例に限定されない。
複数の点を滑らかにつなぐ曲線または直線を得る補間方法であれば、どのような手法を用いてもよい。
【００６１】
このように、画像処理装置403が運動位相分布90を算出すれば、運動位相分布90に基づいて位相選択位置p1〜p5以外の各体軸方向位置z1、z2、・・・で診断位相を決定できる。
【００６２】
画像処理装置403は、図9に示すように、運動位相分布90に基づいて各体軸方向位置z1、z2、・・・についてそれぞれ診断用断層像(診断用画像)IMG_z1、IMG_z2、・・・を再構成する。診断用断層像とは、診断に適した再構成条件で再構成された断層像である。画像処理装置403は、作成した診断用断層像IMG_z1、IMG_z2、・・・を表示装置405に表示する。これにより、操作者は、診断用断層像IMG_z1、IMG_z2、・・・を参照して診断を行うことができる。
【００６３】
以上説明したように、第1の実施の形態のX線CT装置1は、撮影中に診断部位の運動情報を計測し、計測した運動情報に基づいて操作者が任意の運動位相を選択するための位相選択位置p1、p2、・・・を決定し、決定した位相選択位置p1、p2、・・・毎に複数の運動位相の選択画像80を撮影データを使用して作成し、提示する。これにより、全ての体軸方向位置ではなく、いくつかの位相選択位置について複数の選択画像80を提示できるようになり、選択画像80の作成数を大幅に削減することができる。
【００６４】
また、X線CT装置1は、提示された選択画像80から任意の運動位相の選択を受け付け、操作者によって選択された運動位相に基づいて診断部位全体の体軸方向の運動位相分布90を算出し、算出した運動位相分布90に従って体軸方向位置z1、z2、・・・毎にそれぞれ診断位相を決定し、決定した診断位相で各体軸方向位置の診断用画像IMG_z1、IMG_z2、・・・を再構成する。これにより、操作者が選択しなかった位置での最適な運動位相を自動的に算出して、各スライスの診断用断層像IMG_z1、IMG_z2、・・・を作成することが可能となる。したがって、少ない操作数で各スライスについて最適な運動位相を決定でき、各体軸方向位置で最適な運動位相で診断用画像を作成できる。
【００６５】
なお上述の説明では、心拍位相の表現を、隣接するR波間の相対位置(％)を基準として説明したが、単独R波からの絶対時間を基準としてもよい。
【００６６】
また、診断部位が心臓の場合を例として説明したが、本発明の適用対象は心臓に限定されるものではなく動きのある全ての部位の撮影に適用可能である。
【００６７】
[第2の実施の形態］
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。
【００６８】
なお、以下の説明において、第1の実施の形態と同様の各部には同一の符号を付し、重複する説明を省略するものとする。
【００６９】
第1の実施の形態では、断層像を再構成する際の参照R波が1つ(1周期分の心拍)の場合に隣接R波の中間位置を位相選択位置とする例について説明した。より複雑なアルゴリズムの心電同期再構成法を実施する場合は、図5の処理フローでは適切な位相選択位置が得られない場合がある。例えば、時間分解能の向上を目的として、複数の心拍の撮影データを組み合わせ、1枚の断層像を作成する心電同期セグメント再構成法と呼ばれる方法がある。この場合は1枚の断層像を作成するための参照R波は複数周期分である。
【００７０】
図12は、心電同期セグメント再構成法について説明する図である。図12では、隣接するR波の相対位置80％の断層像を作成する場合について示している。図12に示すように、心電同期セグメント再構成法において画像処理装置403は、例えば3心拍中に撮影された撮影データから、同じ位相で撮影角度の異なる分割撮影データを再構成に必要な撮影角度分(約180°)だけ収集する。
【００７１】
具体的には、図12の例では、R0〜R1間の撮影データから0〜1/3π、R1〜R2間の撮影データから1/3π〜2/3π、R2〜R3間の撮影データから2/3π〜πを抽出範囲として分割撮影データを収集する。そして、これらの分割撮影データを組み合わせて得られた約180°分の撮影データを使用して画像再構成を行う。また、任意の体軸方向位置における断層像を作成するには、各検出器列から得られた撮影データ間で補間処理を施すことによって同一スライス位置のデータセットを作成し、画像再構成を行う。このように、複数心拍の撮影データを組み合わせる画像再構成法を用いる場合は、図13に示すような処理手順で位相選択位置を決定し、選択画像80を作成することが望ましい。
【００７２】
図13は、1枚の断層像を作成するために複数心拍分の撮影データを用いる場合に好適な選択画像作成処理(図3のステップS2)の処理フローを示す図である。
【００７３】
まず画像処理装置403は、図3のステップS1で取得した心電情報からR波が記録された時刻を求める(ステップS31)。次に画像処理装置403は、任意の範囲の撮影位置及び心拍位相で断層像を再構成する際に参照するR波(どの心拍の撮影データを使用するか)を解析する(ステップS32)。図12に示すような心電同期セグメント再構成法を行う場合は、1撮影位置・1心拍位相の画像あたり、複数の心拍が参照されるため、画像処理装置403は、各撮影位置・各心拍位相について複数の参照R波グループを求め、RAMに記録する。
なお、ステップS32では実際に心電同期再構成法を実施する必要はなく、参照R波の情報を算出するだけでよい。
【００７４】
画像処理装置403は、ステップS32で解析した参照R波の内容が切り替わる撮影位置を基準として位相選択位置を決定する(ステップS33)。例えば、撮影位置z1〜z3では参照R波の組み合わせが(R1、R2、R3)、撮影位置z4〜z6では参照R波の組み合わせが(R2、R3、R4)、撮影位置z7〜z9では参照R波の組み合わせが(R3、R4、R5)、・・・のように参照R波が撮影位置毎にグループ単位で遷移する場合は、参照R波の内容が変化する位置を基準に、例えば撮影位置z3、z6、z9を位相選択位置とする。
【００７５】
画像処理装置403はステップS33で算出した各位相選択位置でそれぞれ複数位相の断層像(選択画像80)を作成し(ステップS34)、全ての位相選択位置での再構成が終了するまで、ステップS34の処理(断層像の作成)を繰り返し実行する(ステップS35；No→ステップS34)。全ての位相選択位置での再構成が終了すると(ステップS35；No)、図3のステップS2の処理(選択用画像作成処理)を終了し、ステップS3へ移行する。
【００７６】
以上説明したように、第2の実施の形態では、画像再構成時の参照R波を基準に位相選択位置を決定できる。これにより、複数周期の撮影データを組み合わせて1画像を再構成するような複雑なアルゴリズムの心電同期再構成法を用いる場合にも、適切な選択画像80を作成し、提示できるようになる。
【００７７】
[第3の実施の形態］
次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。
【００７８】
第1及び第2の実施の形態では、運動位相の周期に基づいて位相選択位置を決定したが、これに限定されない。位相選択位置は、診断部位の解剖学的な特徴を示す部位や診断上重要な部位としてもよい。
【００７９】
図14の左図は心臓全体を表した評価用画像50である。心臓を対象とした撮影の場合、診断部位の解剖学的な特徴を示す部位または診断上重要な部位は、例えば、冠状動脈の分岐部k1、k3や、冠状動脈の狭窄部k4、冠動脈周囲の石灰化部k2等が存在する部分等が挙げられる。第3の実施の形態において、画像処理装置403は診断部位の解剖学的な特徴を示す部位または診断上重要な部位を抽出する診断部位抽出部46を備え、診断部位抽出部46により抽出された部位を含む体軸方向位置を位相選択位置p1〜p4として選択画像80を作成する。
【００８０】
図15は、診断対象部位の重要度を基準として位相選択位置を決定する処理の手順を示すフローチャートである。
【００８１】
まず、画像処理装置403は、図3のステップS1の撮影により取得した撮影データに基づいて診断部位の評価用画像を作成する(ステップS41)。評価用画像は、重要部位の解析に使用するため、できるだけ動きアーチファクトの少ないと推定される心拍位相で画像再構成されることが望ましい。評価用画像は、公知の心電同期再構成法(例えば、図4や図12に示す手法)を用いて作成すればよい。次に、画像処理装置403は、ステップS41で作成した評価用画像から診断部位を抽出する(ステップS42)。例えば、図14の例では、冠状動脈Rを抽出する。診断部位の抽出処理も公知の方法を用いればよい。画像から所望の領域を抽出する一般的な手法には、例えばリージョングローイング法等の3次元方向の検出アルゴリズム等が利用される。
【００８２】
次に、画像処理装置403は、ステップS42で抽出した診断部位(冠状動脈R)から診断上重要な部位を検出する(ステップS43)。重要部位の検出手法は、検出対象によって異なる。例えば冠状動脈の分岐部k1、k3を検出するには、血管芯線を算出し、芯線分岐部を検出するといった公知のアルゴリズムを使用すればよい。また、冠状動脈Rの狭窄部k4を特定するには、抽出した冠動脈の直径を計測し、血管走行方向の直径の変化を調べることで狭窄部を検出できる。また、石灰化k2等の病変部の特定には、血管周辺の画素値(CT値)の分布を解析することで病変の存在位置を検出する方法が知られている。
【００８３】
ステップS43で診断上重要な部位を検出すると、画像処理装置403は、検出した重要部位の位置情報に基づいて位相選択位置p1〜p4を算出する(ステップS44)。図14の例では、冠状動脈Rの分岐部k1、k3に対応する体軸方向位置を位相選択位置p1、p3とし、石灰化部k2に対応する体軸方向位置を位相選択位置p2とし、狭窄部k4に対応する体軸方向位置を位相選択位置p4とする。
【００８４】
位相選択位置p1〜p4を決定すると、画像処理装置403は、決定した各位相選択位置p1〜p4でそれぞれ複数位相の断層像(選択画像80)を作成する(ステップS45)。全ての位相選択位置p1〜p4での選択画像80の再構成が終了するまで、ステップS45の処理を繰り返し実行する(ステップS46；No→ステップS45)。全ての位相選択位置p1〜p4で選択画像80の再構成が終了すると(ステップS46；Yes)、図3のステップS2の処理(選択画像作成処理)を終了し、図3のステップS3へ移行する。
【００８５】
以上説明したように、画像処理装置403は、撮影データに基づいて評価用画像を作成し、評価用画像を解析することで診断上重要な部位や解剖学的な特徴を示す部位を抽出し、抽出した部位を含む体軸方向位置を位相選択位置とする。これにより、診断の際に注目される位相選択位置で様々な運動位相の選択画像80を作成できるようになる。
【００８６】
[第4の実施の形態］
次に、本発明の第4の実施の形態を説明する。図5や図13の処理フロー(第1及び第2の実施の形態)では、参照R波の検出時刻を基準として位相選択位置を算出したが、正常に運動情報が取得できなかった撮影位置を基準に位相選択位置を決定してもよい。
【００８７】
図16は、運動情報の異常状態を基準として位相選択位置を決定する処理について説明する図である。
【００８８】
心電情報の異常は、心電計7の不具合によるノイズの混入や不整脈等の身体的な異常等が想定される。このように心電情報に異常を含む状況では、期待した心電同期再構成が行われない場合がある。そこで、これらの異常発生位置を位相選択位置とすることで、操作者はそのような位相選択位置において特に注意を払って診断に適切な運動位相を選択することが可能となる。
【００８９】
図17は、運動情報の異常発生位置を基準として位相選択位置を決定する処理フローである。
【００９０】
画像処理装置403は、取得した心電情報から異常状態を検出する(ステップS51)。異常状態の検出には様々な手法があるが、例えば、心電計7からのエラー出力を利用したり、R波間隔時間(1心拍時間)が予め設定していた正常値の範囲内に収まらない時刻を異常状態と判定するようにしてもよい。
【００９１】
画像処理装置403はステップS51で検出した心電情報の異常状態が発生した時刻に基づいて位相選択位置を算出する(ステップS52)。例えば、図16に示す心電波形のように、心電情報にノイズが混入している時刻に対応する撮影位置を位相選択位置p1とする。また、不整脈が発生した時刻に対応する撮影位置を位相選択位置p2とする。
【００９２】
位相選択位置p1、p2を決定すると、画像処理装置403は、決定した各位相選択位置p1、p2でそれぞれ複数位相の断層像(選択画像80)を作成する(ステップS53)。全ての位相選択位置について選択画像80の再構成が終了するまで、ステップS53の処理(断層像の作成)を繰り返し実行する(ステップS54；No→ステップS53)。全ての位相選択位置において選択画像80の再構成が終了すると(ステップS54；Yes)、図3のステップS3へ移行する。
【００９３】
以上説明したように、画像処理装置403は、運動情報に異常が発生した位置を位相選択位置とする。これにより、操作者は運動情報に異常が発生した位相選択位置において特に注意を払って診断に適切な運動位相を選択することが可能となる。
【００９４】
[第5の実施の形態］
次に、本発明の第5の実施の形態を説明する。第4の実施の形態では運動情報に異常が発生した撮影位置を位相選択位置とする例について説明したが、これとは逆に、運動情報に異常が発生した撮影位置を位相選択位置から除くようにしてもよい。
【００９５】
例えば、第1から第3の実施の形態において説明したように、隣接するR波の中間位置に対応する撮影位置を位相選択位置としたり、参照R波が切り替わる撮影位置を位相選択位置としたり、或いは診断上の重要な部位等を含む撮影位置を位相選択位置とした場合に、これらの位相選択位置から心電情報が異常であった撮影位置を除くこととしてもよい。
【００９６】
これにより、位相選択位置を心電情報に異常のない撮影位置に絞り込むことができ、選択画像80の作成数や診断位相を選択する操作数を削減することが可能となる。
【００９７】
[第6の実施の形態］
次に、本発明の第6の実施の形態を説明する。第1〜第5の実施の形態では、選択画像80は体軸方向に垂直な断面の断層像を選択画像80としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、画像診断では、MPR(Multi-Planar Reconstruction)画像やボリュームレンダリング画像等の3次元画像が用いられる。そのため、体軸方向に垂直な断面の断層像に代えて、これらの3次元画像を選択画像80として作成してもよい。
【００９８】
図18は、3次元画像を選択画像80として作成する場合の処理フローである。画像処理装置403は、まず、第1から第5の実施の形態のうちいずれかの手法を用いて位相選択位置p1、p2、・・・を算出する(ステップS61)。次に、求めた位相選択位置p1、p2、・・・を含む3次元画像(例えば、MPR画像)を作成するために必要な断層像を作成する(ステップS62)。通常、3次元画像を作成するためには複数の断面位置での断層像が必要である。必要な断層像の枚数(範囲)は3次元画像の作成条件(MPR断面の角度やレンダリング条件等)によって異なる。
【００９９】
画像処理装置403は、ステップS62で作成した複数断面の断層像から複数位相の3次元画像を作成する(ステップS63)。ステップS62及びステップS63の処理をステップS61で求めたすべての位相選択位置について繰り返し行う(ステップS64；No→ステップS62、ステップS63)。全ての位相選択位置で、3次元画像の再構成が終了すると(ステップS64；Yes)、図3のステップS3へ移行する。
【０１００】
以上説明したように、本発明において作成する選択画像80は体軸に垂直な断面の断層像に限定されず、MPR画像やボリュームレンダリング画像等の3次元画像に拡張することが可能である。
【０１０１】
[第7の実施の形態］
次に、本発明の第7の実施の形態について説明する。
【０１０２】
図3のステップS5(位相分布算出処理)で算出する運動位相分布90は、第1の実施の形態で述べたように、個々の位相選択位置においてそれぞれ選択された位相に基づいて補間等の計算により求められるものである。そのため、診断部位全体としての静止位相を表現しない可能性もある。操作者が入力装置406等を用いて運動位相分布90に対して修正を加えられるようにすることが望ましい。
【０１０３】
図19は、算出された運動位相分布90の心拍位相分布修正画面87の一例を示す図である。
心拍位相分布修正画面87には、例えば、診断部位の全体画像89と、診断部位全体の運動位相分布90とが並べて表示される。診断部位の全体画像89と運動位相分布90の縦軸は体軸方向である。
【０１０４】
図19に示すように、操作者がマウス等の入力装置406を介して画面上のポインタ85を操作することにより、運動位相分布90のカーブの形状を修正できるようにする。また、画像処理装置403は、運動位相分布90が修正されると、ただちに修正後の運動位相分布90に対応する心拍位相の断層像を再構成し、診断部位の全体画像89をリアルタイムに更新することが望ましい。
【０１０５】
以上説明したように、算出された運動位相分布90の形状を、操作者が修正可能とすれば、より操作者の意図に沿った画像を作成することが可能となる。また、運動位相分布90の修正操作に応じてリアルタイムに診断用画像を修正して表示するようにすれば、即時に修正の結果を確認できるため、作業を効率よく行えるようになる。
【０１０６】
[第8の実施の形態］
次に、本発明の第8の実施の形態を説明する。
【０１０７】
図3のステップS3における選択画像80の提示処理、及びステップS4の診断位相選択処理は、全ての位相選択位置で実行しなくても運動位相分布90を算出することが可能である。第8の実施の形態では、X線CT装置1は、位相選択位置に選択優先度を設定可能し、優先度が高い位相選択位置から順に選択画像の作成及び診断位相の選択を行うものとする。
【０１０８】
図20は、選択優先度を考慮して選択画像の作成及び提示を行う場合の撮影処理全体の流れを示すフローチャートを示す。
【０１０９】
まず、X線CT装置1のシステム制御装置401は、選択優先度テーブルTの入力を受け付ける(ステップS71)。選択優先度テーブルTとは、選択画像80の作成及び提示の優先順位を格納したテーブルである。図21は選択優先度テーブルTの一例である。
【０１１０】
選択優先度は、例えば、心臓の部位情報や、狭窄、石灰化等の形態情報、或いは心電波形情報等といった分類毎にそれぞれ設定可能とすることが望ましい。
【０１１１】
図21に示す選択優先度テーブルTでは、「部位」、「形態」、及び「心電波形」といった分類が設けられ、各分類に応じて選択優先度がそれぞれ設定できるようになっている。例えば、「部位」が「近位(心臓上部)」にある位相選択位置の選択優先度を「80(ポイント)」、「中位(心臓中央部)」にある位相選択位置の選択優先度を「60(ポイント)」、「遠位(心臓下部)」にある位相選択位置の選択優先度を「40(ポイント)」のように、優先順位をポイントで設定する。また例えば、「形態」については、「狭窄」、「石灰化」、「分岐」等の種別を設け、それぞれに選択優先度を設定可能とする。図21の例では、「狭窄」、「石灰化」、及び「分岐」を示す部位の選択優先度を「90(ポイント)」として、いずれも高い優先度を設定している。また、「心電波形」については、「ノイズ」、「不整脈」等の種別を設け、「ノイズ」については選択優先度を「30(ポイント)」とし、「不整脈」については選択優先度を「50(ポイント)」としている。
【０１１２】
ステップS71において、操作者により選択優先度テーブルTが入力されると、システム制御部401は、記憶部に選択優先度テーブルTを格納する。
【０１１３】
次に、システム制御装置401は撮影を開始する(ステップS72)。撮影とともに心電情報の計測も行われる。画像処理装置403は撮影により得た撮影データ及び運動情報を取得し、選択画像80の作成を行う(ステップS73)。撮影及び選択画像80の作成は、上述した第1から第7の実施の形態のいずれの方法を用いてもよい。
【０１１４】
ステップS73において、全ての位相選択位置の選択画像80が作成されると、画像処理装置403は、ステップS71で入力した選択優先度テーブルTの内容に従って最も優先度の高い選択画像80から順に選択画像80の提示を行う(ステップS74)。
【０１１５】
具体的には、図21の選択優先度テーブルTを用いる例では、まず最初に選択優先度が「90」に設定された「狭窄」、「石灰化」、及び「分岐」を含む位相選択位置の選択画像80を提示する。
【０１１６】
提示された複数の選択画像80から操作者により診断位相が選択された段階で(ステップS75)、操作者により運動位相分布90の算出に必要な診断位相が得られたか否かの判断が行われる(ステップS76)。更に診断位相を追加する旨の指示が入力されると(ステップS76；No)、画像処理装置403は、選択優先度が次に高い位相選択位置の選択画像80を提示する(ステップS74)。
【０１１７】
画像処理装置403は、選択優先度が次に高い「80」に設定された「近位」に対応する位相選択位置の選択画像80を提示し、提示された複数の選択画像80の中から操作者による診断位相の選択を受け付ける(ステップS74、ステップS75)。更に診断位相を追加する旨の指示が入力されると(ステップS76；No)、画像処理装置403は、選択優先度が次に高い位相選択位置の選択画像80を提示する(ステップS74)。
【０１１８】
ステップS74〜ステップS76の処理を繰り返し、操作者により診断位相の追加が不要と判断された場合は(ステップS76；Yes)、画像処理装置403は第1の実施の形態と同様の方法で、選択された選択画像80及び位相選択位置を指標として運動位相分布90を算出し(ステップS77)、運動位相分布90に基づいて各体軸方向位置の診断用画像を作成し(ステップS78)、表示装置405に表示する(ステップS79)。
【０１１９】
以上説明したように、第8の実施の形態のX線CT装置1は、選択優先度の高い位相選択位置から順に選択画像80を提示して、診断位相の選択作業を行い、必要な数だけ診断位相が選択された段階で操作者の指示によって選択作業を途中で中断することができる。
これにより、処理全体の作業時間を更に短縮可能となる。
【０１２０】
[第9の実施の形態］
次に、本発明の第9の実施の形態として、位相選択画面の別の例について説明する。
【０１２１】
図22は、診断位相選択時に表示する診断用心拍位相選択画面81Aの例である。
図22に示す診断用心拍位相選択画面81Aには、任意の三次元画像が提示される。図22の例では、冠状動脈の仮想内視鏡画像51が表示される。仮想内視鏡画像51とは、管腔臓器の内部からの視点を模擬してCT画像に基づいて作成した三次元画像である。
【０１２２】
診断用心拍位相選択画面81Aには、仮想内視鏡画像51の表示状態を操作するためのボタン群として、視点移動ボタン54、前進・後退ボタン55が設けられる。位相選択位置通知ラベル52は、表示されている仮想内視鏡画像51の位置が位相選択位置を含む場合に点灯するラベルである。位相変更ボタン53は、表示されている仮想内視鏡画像51の運動位相を変更する際に操作するボタンである。
【０１２３】
前進後退ボタン55によって臓器走行方向への視点の前進・後退が操作され、また、視点移動ボタン54によって上下左右方向への視点変更が操作される。操作者は各ボタン54，55を使用しながら冠状動脈走行方向に仮想内視鏡画像51の表示を前進または後退させる。位相選択位置を通過すると、システム制御装置401は位相選択位置通知ラベル52を点滅させる。位相選択位置において、操作者は最適な心拍位相を位相変更ボタン53によって選択する。画像処理装置403は、位相変更ボタン53の操作に応じて選択された位相での仮想内視鏡画像51を再構成し、仮想内視鏡画像51の表示状態をリアルタイムに更新する。操作者は仮想内視鏡画像51を確認しながら、最適な診断位相を選択できる。同様の処理を冠状動脈全体に渡って実施する。
【０１２４】
このように、診断用心拍位相選択画面81Aでは、仮想内視鏡画像の操作と連動させて、各位相選択位置において心拍位相の選択を可能とする。画像処理装置403は、各位相選択位置で選択された運動位相に基づいて診断部位全体の運動位相分布90を算出する。また、最終的に診断に利用する断層像を運動位相分布90に従って再構成する。
【０１２５】
[第10の実施の形態］
次に、本発明の第10の実施の形態として、心電情報に同期してX線照射量を制御しながら撮影を行う心電同期スキャンを行う場合に好適な処理例について説明する。
【０１２６】
心臓撮影の手法として、撮影中の心電情報に同期し、任意の心拍位相においてX線曝射を行うことで、被ばく低減を図るものがある(以下、心電同期スキャンという)。
【０１２７】
図23に一般的な心電同期スキャンの一例を示す。
この手法では、撮影前に予め曝射を行う心拍位相を操作者が設定する。図23の例では、隣接するR波間隔の相対位置80％で画像再構成ができるように、X線の曝射を制御するものとする。曝射の開始タイミングはR波を基準に行われることが多い。画像再構成に必要なデータ幅よりも広い時間間隔で撮影を行い、使用するデータ範囲を調整することで異なる心拍位相での画像再構成を実現できる。このような、心電同期スキャンにおける心拍位相の選択作業についても、本発明を適用することができる。
【０１２８】
このような心電同期スキャンを実行中に、意図しない心拍変動が発生した場合は、予め想定していた心拍位相でX線曝射ができないという問題がある。図24に、心拍変動が発生した場合の一例を示す。
【０１２９】
心拍数が60bpm(1心拍時間が1000ms)の患者を想定し、曝射する心拍位相を隣接R波間隔で相対80％位置に設定した場合、R波から800ms後の時刻を目標にX線の曝射開始タイミング、及び曝射時間が決定される。ただし、図24に示す「実際の曝射位相」のように、R1のR波発生後に意図しない心拍動が発生すると、意図しない心拍位相である50％位置にX線が曝射されることになる。この場合、操作者は複数の心拍位相の断層像を作成して、診断に最適な心拍位相を検索する必要がある。
【０１３０】
本発明のX線CT装置1は、このように、意図した心拍位相でX線曝射ができなかった撮影位置を基準に位相選択位置を算出してもよい。画像処理装置403は、曝射の基準となったR波毎に実際に曝射された心拍位相を算出し、計画時の心拍位相との差分値と比較する。そして差分値が事前に設定した閾値を越える場合は、当該心拍位相を位相選択位置とする。或いは、当該心拍位相を位相選択位置から除外する。
【０１３１】
図24の例では、R1のR波について、計画時の曝射位相である80％と実際の曝射位相である50％とを比較して、位相選択位置とするか否かを決定する。
【０１３２】
第10の実施の形態により、心電情報に同期したスキャンを行う場合に、心拍が予測した通りにならない場合にも、適切な位相選択位置を決定できる。
【０１３３】
[第11の実施の形態］
次に、本発明の第11の実施の形態として、別の診断用心拍位相選択画面81Bの例を示す。
【０１３４】
図25の診断用心拍位相選択画面81Bでは、各位相選択位置p1、p2、p3の選択画像80が格子状に表示されている。画面縦方向が体軸方向位置を示し、選択画像表示欄の横方向が運動位相を示す。
【０１３５】
診断用心拍位相選択画面81Bでは、このような選択画像群と並べて診断部位の全体画像89が表示される。診断部位の全体画像89は診断部位全体を表す3次元画像(ボリュームレンダリング画像等)とし、体軸方向位置を画面縦方向とする。そして、診断部位の全体画像89上に位相選択位置に対応するライン(ガイド表示G1、G2、G3)を重畳表示する。これにより、操作者は位相選択操作中に位相選択位置を直感的に把握することが可能となる。
【０１３６】
また、図25に示したガイド表示G1、G2、G3は、位相選択位置の調整、及び追加に使用しても良い。図26に一例を示す。
【０１３７】
操作者はマウス等の入力装置406を使用し、画面上のポインタ85を操作して、ガイド表示G1、G2、G3の位置を調整可能とする。また、全体画像89上の任意の位置にポインタ85を移動し、マウスのダブルクリック等の特殊な操作を行うことで、新たな位相選択位置を示すガイド表示G4を追加できるようにしてもよい。
【０１３８】
画像処理装置403は、移動後、或いは追加後のライン位置(ガイド表示の位置)に相当する撮影位置を調整後の位相選択位置とし、調整後の位相選択位置で選択画像80を作成し、診断用心拍位相選択画面81B内に再描画する。
【０１３９】
以上説明したように、第11の実施の形態のX線CT装置1は、診断位相を選択する診断用心拍位相選択画面81Bとして、選択画像80とともに診断部位の全体画像89を表示するとともに、表示されている選択画像80の体軸方向位置に対応するガイド表示G1〜G3を診断部位の全体画像89に重ねて表示したり、位相選択位置を診断部位の全体画像89上で追加することが可能となる。これにより、使用しやすいユーザインターフェースを提供できる。
【０１４０】
以上、本発明に係るX線CT装置及び画像再構成方法の各実施の形態を説明したが、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】
【０１４１】
1  X線CT装置、2  スキャナガントリ、3  寝台テーブル、201  X線管、202  スキャナ制御装置、205  X線検出器、210  回転盤駆動装置、4  操作卓、401  システム制御装置、403  画像処理装置、405  表示装置、406  入力装置、41  選択画像作成部、42  選択画像提示部、43  位相選択部、44  位相分布算出部、45  診断用画像作成部、46  診断部位抽出部、47  選択優先度設定部、6  被検者、7  心電計(運動情報計測器)、81  位相選択画面、89  診断部位の全体画像、p1、p2  位相選択位置、m1、m2  診断位相(選択された運動位相)、G1〜G4  ガイド表示
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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