(57)【要約】【課題】スキャン中断以後のスキャンの時間的及び空間的なずれを回避すること。【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置は、スキャンオペレーションを実行するスキャナ１と、再構成処理部１３と、断層像表示部１６と、スキャンオペレーションの回数、スキャンオペレーションの順序、スキャンオペレーション各々の開始時刻、スキャンオペレーション間の休止時間を含むスキャンスケジュールの設定を支援するとともにスキャンスケジュールに従ってスキャナを制御する制御部１１と、スキャンオペレーションの実行中にその実行中のスキャンオペレーションをスキップする指示を入力するための入力デバイス１０とを具備し、制御部は、入力デバイスからスキップ指示が入力されたとき実行中のスキャンオペレーションを中断して次のスキャンオペレーションの実行への移行を制御するとともに次のスキャンオペレーションの開始時刻を維持するために休止時間を修正する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
造影剤を注入された被検体に関する投影データを収集するためのスキャンオペレーションを実行するスキャナと、
前記被検体を載置する移動可能な天板を有する寝台と、
前記投影データから断層像データを再構成する再構成処理部と、
前記再構成された断層像データを表示する表示部と、
前記スキャンオペレーションの順序、前記スキャンオペレーション開始時刻、前記スキャンオペレーションのスキャン範囲を含むスキャンスケジュールの設定を支援するとともに、前記スキャンスケジュールに従って前記スキャナと前記寝台とを制御する制御部と、
前記スキャンオペレーションの実行中にその実行中のスキャンオペレーションをスキップする指示を入力するための入力デバイスとを具備し、
前記制御部は、前記入力デバイスを介してスキップ指示が入力されたとき、前記実行中のスキャンオペレーションを中断して次のスキャンオペレーションの実行への移行を制御するとともに、前記次のスキャンオペレーションの開始時刻を維持するために前記休止時間を修正することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】
前記スキャンオペレーションと並行して、前記再構成処理部により前記投影データから断層像データが次々と再構成され、それとともに前記再構成された断層像データが前記表示部に表示されることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】
前記スキャンスケジュールには、シングルスライススキャン、マルチスライススキャン、ヘリカルスキャンを区別するスキャンモードが含まれることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
前記スキャンスケジュールは、造影剤を注入された被検体に関する投影データを収集するためのものであり、
スキャンオペレーションの開始時刻を、前記造影剤の注入時刻と特定部位の造影濃度が所定値に達した時刻と任意時刻とのいずれかを起点として管理することを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置に関し、造影検査対応のＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、被検体を透過したＸ線の強度に基づいて、被検体についての情報を画像により提供するものであり、疾病の診断、治療や手術計画等を初めとする多くの医療行為において重要な役割を果たしている。また被検体を螺旋状にスキャンして広範囲の投影データを得るヘリカルスキャンの登場はその有用性をますます押し上げるものとなっている。
【０００３】
その有用性により、ヘリカルスキャンの応用範囲は拡大の一途であり、例えば造影検査に適用することで、血流の状態を広範囲で確認でき、またヘリカルスキャンオペレーションを同じ又は異なる部位で断続的に繰り返すことで、血液の広がりを経時的に観察することもできるようになっている。
【０００４】
例えば、図２に示すように、＃１、＃２、＃３の３回のスキャンオペレーションが、スキャン時間２０秒で、休止時間を例えば３０秒、２５秒でスケジュールされていることを想定する。このようなスケジュールに従って、造影剤を注入した後は、自動的にスキャンオペレーションが実行される。
【０００５】
ここで、各スキャンオペレーションのスキャン範囲は検査対象部位を含む比較的広い範囲に設定されている。典型的には、スキャンオペレーションの状態はＣＴ透視により断層像上でモニタできるようになっている。このＣＴ透視のもとで、操作者は、予定範囲のスキャンオペレーションが終了する前に、検査対象部位全体のスキャンが完了していることを確認することがある。この場合、おそらく操作者は、当該スキャンオペレーションの中断し、次にスキャンオペレーションにスキップする指示を、予め用意されているスキップボタンの操作により入力する。このスキップ機能は、不要な被曝を回避するために不可避な機能であり、また検査時間を短縮するためにも有用な機能である。
【０００６】
しかし、このスキャンスキップは、図２の実行スキャンから分かる通り、スキャンスケジュールを乱してしまう。つまり、スキャンスケジューラは、スキャンオペレーションの開始時間を休止時間で管理しており、そのためスキャンを中断した場合、その分、２回目のスキャンオペレーション＃２の開始時刻が、図２では、５秒早まってしまう。この時間のずれは、それ以後のスキャンオペレーション＃３の開始時刻まで影響を及ぼしてしまう。このため造影剤注入からの経過時間がずれてしまい、造影剤の流入タイミングを逃してしまうこともある。また、スキャン範囲に関しても、前回のスキャンオペレーションの終了位置からの移動量という位置管理を行っており、従ってスキャン中断によりスキャンオペレーションの終了位置が代わってしまうと、次のスキャンオペレーションの開始位置がずれてしまう。
【０００７】
この問題を解決するために、操作者はスキャンスキップ操作と共に、休止時間を修正する必要があった。この作業は、中断によって短縮された時間だけ、次のスキャンオペレーションまでの休止時間を延長するという思考を伴い、スケジュールの進行との競争によって煩雑さは増大する。また、それと共に、天板の移動量の修正作業も必要とされ、煩雑さに拍車をかけている。
【０００８】
また、造影検査では、スキャンオペレーションの開始時刻の管理が重要である。この開始時刻は、通常、造影剤を注入して、操作者がトリガを押したタイミングが起点としてその経過時間で管理されている。また、造影検査では、特定部位での造影剤濃度をモニタし、造影剤濃度が所定値に達したタイミングを図るリアルプレップと呼ばれる技術があり、その場合、造影剤濃度が所定値に達したタイミングを当該起点として時間管理が行われる。
【０００９】
しかし、スキャン部位によっては、造影剤を注入したタイミングを起点としてスキャンオペレーションの時間管理を行うことが有効な場合もあるが、そのような設定はできないようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置において、スキャンの中断によるそれ以後のスキャンの時間的及び空間的なずれを回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、造影剤を注入された被検体に関する投影データを収集するためのスキャンオペレーションを実行するスキャナと、前記被検体を載置する移動可能な天板を有する寝台と、前記投影データから断層像データを再構成する再構成処理部と、前記再構成された断層像データを表示する表示部と、前記スキャンオペレーションの順序、前記スキャンオペレーション開始時刻、前記スキャンオペレーションのスキャン範囲を含むスキャンスケジュールの設定を支援するとともに、前記スキャンスケジュールに従って前記スキャナと前記寝台とを制御する制御部と、前記スキャンオペレーションの実行中にその実行中のスキャンオペレーションをスキップする指示を入力するための入力デバイスとを具備し、前記制御部は、前記入力デバイスを介してスキップ指示が入力されたとき、前記実行中のスキャンオペレーションを中断して次のスキャンオペレーションの実行への移行を制御するとともに、前記次のスキャンオペレーションの開始時刻を維持するために前記休止時間を修正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スキャンの中断によるそれ以後のスキャンの時間的及び空間的なずれを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明によるＸ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）の実施形態を説明する。なお、Ｘ線ＣＴ装置には、Ｘ線管と放射線検出器とが１体として被検体の周囲を回転する回転／回転（ROTATE/ROTATE）タイプと、リング状に多数の検出素子がアレイされ、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転する固定／回転（STATIONARY/ROTATE）タイプ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本発明を適用可能である。ここでは、現在、主流を占めている回転／回転タイプとして説明する。また、１スライスの断層像データを再構成するには、被検体の周囲１周、約３６０°分の投影データが、またハーフスキャン法でも１８０°＋ビュー角分の投影データが必要とされる。いずれの再構成方式にも本発明を適用可能である。ここでは、ハーフスキャン法を例に説明する。また、入射Ｘ線を電荷に変換するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でＸ線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、Ｘ線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。Ｘ線検出素子としては、それらのいずれの方式を採用してもよいが、ここでは、前者の間接変換形として説明する。また、近年では、Ｘ線管とＸ線検出器との複数のペアを回転リングに搭載したいわゆる多管球型のＸ線ＣＴ装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本発明では、従来からの一管球型のＸ線ＣＴ装置であっても、多管球型のＸ線ＣＴ装置であってもいずれにも適用可能である。ここでは、一管球型として説明する。
【００１４】
図１は本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示している。このＸ線コンピュータ断層撮影装置は、被検体に関する投影データを収集するためのスキャンオペレーションを実行するスキャナ１を有する。このスキャナ１には、スキャナインタフェース５を介して、計算機ユニット３が接続される。と、その計算機ユニット３とから構成される。
【００１５】
計算機ユニット３は、スキャンスケジューリング支援機能、スキャンスケジュールに従ってスキャンの実行を管理するスキャンスケジューラ機能、さらに投影データに基づいて画像データを再構成する機能等を保有している。スキャンスケジューリング支援機能、スキャンスケジューラ機能が特徴的であり、これら機能については後述する。
【００１６】
計算機ユニット３には、被検体を載置する移動可能な天板を有する寝台２が寝台インタフェース６を介して接続される。スキャンに際しては、被検体は天板状に載置された状態でスキャナの内部（撮影空間）に保持される。また、計算機ユニット３には、造影剤を自動的に被検体に注入するための造影剤インジェクタ４がインジェクタインタフェース７を介して接続される。造影剤インジェクタ４は、造影剤注入したタイミングでトリガを計算機ユニット３に対して発生する。
【００１７】
上述したスキャナ１は、シングルスキャン、マルチスライススキャン、及び／又はヘリカルスキャン（らせん状スキャン）を実行するために必要且つ一般的な構成要素を備えている。また、スキャナ１は、Ｘ線管とＸ線検出器が１つずつ搭載された普及型であってもよいし、近年開発の進んでいるＸ線管とＸ線検出器との組を複数搭載したいわゆる多管球型であってもよい。スキャナ１として典型的なものはいわゆる第３世代と呼ばれるタイプであり、そのタイプであれば、Ｘ線管とＸ線検出器との組を１又は複数搭載した回転リングを有している。回転中に、Ｘ線管から連続的又は断続的にＸ線が曝射され、それに同期してＸ線検出器で蓄積電荷の読み出しが一定の周期で繰り返される。この動作により出力される信号を、一般的にＤＡＳ(data acquisition system) と呼ばれているデータ収集システムで電圧信号に変換し、増幅し、さらにディジタル信号に変換して、そしてそのディジタル信号を前処理部で感度補正等の補正処理を通すことにより、再構成処理の直前段階にあるいわゆる投影データが生成される。この投影データは計算機ユニット３に送られる。
【００１８】
計算機ユニット３は、ＣＰＵ８を中心とし、それにデータ／制御バス９を介してスキャナインタフェース５、インジェクタインタフェース７、寝台インタフェース６、入力デバイス１０、スキャンエキスパートシステム１１、投影データ記憶部１２、再構成処理部１３、リアルプレップ処理部１４、画像データ記憶部１５、表示部１６が接続されてなる。スキャナ１で収集された投影データは、投影データ記憶部１２に記憶されると共に、ＣＴ透視のために再構成処理部１３にも供給される。ＣＴ透視とは、スキャンオペレーションと並行して、断層像データの再構成を実行し、さらにその断層像を表示するというものであり、つまりＸ線テレビシステムのようにスキャンしながらほぼリアルタイムで断層像を観察することを実現する機能である。ここでは、当該ＣＴ透視は、専ら、造影剤の流入／流出の様子をモニタするのに利用されており、従って画質等よりも、迅速性が要求される。そのためヘリカルスキャンでは、通常実施される投影データの距離補正を行わないで、１枚の断層像データの再構成に必要とされる１８０°＋ビュー角分の投影データが揃った時点で再構成を実施する。
【００１９】
ここで、管電圧、管電流、Ｘ線曝射時間等のスキャン条件の最適化、スライス厚、スライス枚数、マトリクスサイズ等の再構成条件の最適化は、専門的知識を必要とする。その専門的知識をベースとして、経験の浅いまた専門的知識の希薄なものであっても同等の条件設定を可能にするために開発されたシステムが、スキャンエキスパートシステム１１である。
【００２０】
このスキャンエキスパートシステム１１の支援のもとで、操作者は、スキャン条件及び再構成条件とともに、スキャンオペレーションの回数、その順序、造影剤の注入時刻と特定部位の造影濃度が所定値に達した時刻（リアルプレップでトリガがかかった時刻）と任意時刻とのいずれかを起点としたスキャンオペレーション各々の開始時刻、スキャンオペレーション間の休止時間、スキャンオペレーション各々のスキャン範囲、およびスキャンオペレーション間の天板の移動量を含むスキャンスケジュールの設定を行う。設定されたスキャンスケジュールに従ってスキャンエキスパートシステム１１はスキャナ１及び寝台２を制御し、そのスケジュールを実際に実行していく。
【００２１】
図２には、そのスキャンスケジュール設定画面の例を示している。このスキャンスケジュール設定画面は、入力デバイスの操作画面上に表示されるが、画像表示用の表示部１６に表示されてもよい。当該画面の右上欄には、スキャノグラムが表示され、このスキャノグラム上にスキャン範囲を設定するための枠線が表示される。この枠線を拡大／縮小、移動、回転操作することにより、スキャン範囲を設定することができる。また、当該画面の下欄には、スキャンスケジュール表が表示される。このスキャンスケジュール表には、予定する複数のスキャンオペレーションがその順序に従って縦に配列される。操作者は、所望するスケジュールに従って、スキャンオペレーションの新規（追加）、複写、消去の各機能を使って所望する順番で所望するスキャンオペレーションを配列していく。
【００２２】
各スキャンオペレーションの行には、そのスキャンオペレーションの開始時間（造影剤の注入時刻と、特定部位の造影濃度が所定値に達した時刻（リアルプレップでトリガがかかった時刻）と、操作者がトリガボタンを押した任意時刻とのいずれかを起点としたスキャンオペレーション各々の開始までの経過時間）、スキャンオペレーション間の休止時間、スキャンオペレーション各々のスキャンの開始／終了位置（スキャン範囲）、スキャンモード（シングルスキャン、マルチスライススキャン又はヘリカルスキャン）、スキャンオペレーション間の天板の移動量、スキャン速度（スキャン速度）、ＦＯＶのサイズ、スライス幅等の条件の項目が配列されている。各項目の値は、スキャンエキスパートシステム１１により初期推奨値が挿入されており、操作者は必要に応じてその値を変更可能である。
【００２３】
なお、操作者により入力が必須とされる項目として、スキャンオペレーションの開始時刻、スキャンオペレーションの開始位置、スキャンオペレーションの終了位置がある。この入力されたスキャンオペレーションの開始時刻と、スキャンオペレーションの開始／終了位置（スキャン範囲）、スライス幅等により、スキャン速度（スキャン時間）がスキャンエキスパートシステム１１により計算され、また入力されたスキャンオペレーションの開始時刻と、計算されたスキャン速度（スキャン時間）とにより、スキャンオペレーションから次のスキャンオペレーションまでの待ち時間、つまり休止時間がスキャンエキスパートシステム１１により計算される。
【００２４】
図３には、スキャンエキスパートシステム１１によるスキャンオペレーション実行中に表示されるスケジュール表の表示画面の例を示している。実行中のスキャンオペレーションが、他のスキャンオペレーションと区別するために、表示態様が相違され、ここでは白黒反転表示されている。特に、スキャンオペレーション実行中に表示されるスケジュール表には、ヘリカルスキップのためのボタンが表示される。ヘリカルスキップは、スキャンオペレーションの途中で、操作者がそのスキャンオペレーションを中断し、次のスキャンオペレーションの実行に移る動作として定義される。各スキャンオペレーションのスキャン範囲は、念のため検査対象部位を含む比較的広い範囲に設定されていることが多い。操作者は、ＣＴ透視のもとで、予定されたスキャン範囲のスキャンが終了する前に、検査対象部位全体のスキャンが完了していることを確認することがある。この場合、操作者は、当該スキャンオペレーションの中断し、次にスキャンオペレーションにスキップする指示を、予め用意されているスキップボタンの操作により入力する。
【００２５】
図４に、スキャンスキップに対するスキャンエキスパートシステム１１の対応処理手順を示している。図５には、スキャンエキスパートシステム１１の対応処理により更新されたスキャンスケジュールを示している。スキャンエキスパートシステム１１は、スキャンスキップボタンが押された時（Ｓ１）、残りのスキャンオペレーション各々の予定されている開始時刻を維持するために、その次のスキャンオペレーションの休止時間を再計算する（Ｓ２）。つまり、スキャンスキップ（スキャン中断）により予定したスキャン時間が短縮されることになり、その短縮時間を予定されていた休止時間に加える。図５では、スキャンオペレーション＃１が予定より５秒前に中断され、その短縮時間の５秒だけ、次のスキャンオペレーション＃２の休止時間が延長されている。
【００２６】
なお、この休止時間の再計算の方法は、短縮時間を予定されていた休止時間に加えることに限定されることはなく、中断された時刻から、予定されている次のスキャンオペレーションの開始時刻までの時間幅を、当該休止時間として計算するようにしてもよい。
【００２７】
それにより、残りのスキャンオペレーションの開始時間（造影剤の注入時刻と、特定部位の造影濃度が所定値に達した時刻（リアルプレップでトリガがかかった時刻と、操作者がトリガボタンを押した任意時刻）とのいずれかを起点としたスキャンオペレーション各々の開始までの経過時間）は、予定時間からずれることが回避される。
【００２８】
また、スキャンスキップボタンが押された時（Ｓ１）、スキャンエキスパートシステム１１は、残りのスキャンオペレーション各々の予定されているスキャン開始／終了位置を維持するために、その次のスキャンオペレーションまでの天板の移動量とを再計算する（Ｓ２）。つまり、スキャンスキップ（スキャン中断）により当該中断されたスキャンオペレーションの終了位置が変化し、その変化した距離を、次のスキャンオペレーションの予定されていたスキャン開始位置に加える、又は引き算する。図６（ａ）には、予定されている天板の移動量Δｍ１、Δｍ２を示している。図６（ｂ）に示すように、スキャンオペレーション＃１の中断に伴って、次のスキャンオペレーション＃２への天板移動量が、図６（ａ）には、予定されている天板の移動量Δｍ１、Δｍ２を示している。Δｍ１'に修正される。このような修正により、残りのスキャンオペレーションのスキャン開始位置は、予定した位置からずれることが回避される。
【００２９】
このようにスキャンスキップに伴って修正された休止時間及び天板移動量に従ってスキャンスケジュールが更新され、その更新されたスキャンスケジュールが表示され（Ｓ３）、またこの更新されたスキャンスケジュールに従ってスキャンエキスパートシステム１１はスキャナ１及び寝台２を制御する。なお、表示に際して、修正された部分、ここではスキャンオペレーション＃２の休止時間、スキャンオペレーション＃２の天板移動量が強調され、他の無修正の項目との識別容易にするために、白黒反転、表示色、表示サイズ等の表示態様が他の無修正の項目とは相違される。
【００３０】
このように本実施形態によれば、スキャンを中断したとき、スキャンスケジュールが更新され、残りのスキャンオペレーションの開始時間（造影剤の注入時刻と、特定部位の造影濃度が所定値に達した時刻（リアルプレップでトリガがかかった時刻と、操作者がトリガボタンを押した任意時刻）とのいずれかを起点としたスキャンオペレーション各々の開始までの経過時間）は、予定時間からずれることが回避され、また、残りのスキャンオペレーションのスキャン開始位置が、予定した位置からずれることが回避される。
【００３１】
図７には、スキャンスケジュール表の一部分を示している。上述したように、スキャンオペレーションの開始時刻は、造影剤の注入時刻と、特定部位の造影濃度が所定値に達した時刻（リアルプレップでトリガがかかった時刻）と、操作者がトリガボタンを押した任意時刻とのいずれかを起点として、その起点からスキャンオペレーション各々の開始までの経過時間として設定される。
【００３２】
スキャンエキスパートシステム１１により、スキャンスケジュール表のスキャン開始時刻項目が、スキャンオペレーションごとに、造影剤の注入時刻と、特定部位の造影濃度が所定値に達した時刻（リアルプレップでトリガがかかった時刻）と、操作者がトリガボタンを押した任意時刻とのいずれかを選択的に指定できるように用意される。
【００３３】
従って、例えば、図８に示すように、スキャンオペレーション＃１の開始時刻は、造影剤の注入時刻を起点として、それからの経過時間として管理され、また、スキャンオペレーション＃２，＃３の開始時刻は、スキャンオペレーション＃１のそれとは相違して、リアルプレップでトリガがかかった時刻を起点として、それからの経過時間として管理され得る。
【００３４】
このようにスキャンオペレーションごとに個別に時間管理の起点を指定することができるので、それぞれの部位に応じた最適なタイミングでスキャンを実行させることができる。
【００３５】
（変形例）  
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による医用画像診断装置の実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】図１のスキャンエキスパートシステムによるスキャンスケジュール設定画面例を示す中間調画像。
【図３】図１のスキャンエキスパートシステムによるスキャンオペレーション実行中のスキャンスケジュール画面例を示す中間調画像。
【図４】図１のスキャンエキスパートシステムによる中断指示（スキップ指示）に対する処理手順を示すフローチャート。
【図５】図１のスキャンエキスパートシステムによる中断指示により更新された休止時間を示す図。
【図６】図１のスキャンエキスパートシステムによる中断指示により更新された天板移動量を示す図。
【図７】図１のスキャンエキスパートシステムによるスキャンオペレーションごとの開始時刻の設定画面例を示す図。
【図８】図１のスキャンエキスパートシステムによるスキャンオペレーション毎の時間管理を示す図。
【図９】従来において、スキャンの中断指示がなされた場合の実行スキャンの不具合を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
１…スキャナ、２…寝台、３…計算機ユニット、４…造影剤インジェクタ、５…スキャナインタフェース、６…寝台インタフェース、７…インジェクタインタフェース、８…ＣＰＵ、９…データ／制御バス、１０…入力デバイス、１１…スキャンエキスパートシステム、１２…投影データ記憶部、１３…再構成処理部、１４…リアルプレップ処理部、１５…画像データ記憶部、１６…表示部。
【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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