(57)【要約】【課題】自らは運動を発起しない被検体も、位置不鮮明を軽減して撮影可能にする。【解決手段】  第２の器官または検査範囲が、複数行もしくは平面状に形成された少なくとも１つの検出器３に向けてコーンビーム束を放射する焦点を有する少なくとも１つのＸ線管２を備えたガントリ１によって走査され、ガントリ１と患者７との間におけるｚ方向の相対送り速度ｖでの走査は、走査される範囲が周期的に生じる休止時相１０において部分的に重なり合うか又は少なくとも接触するように行なわれ、第２の器官または検査範囲の休止時相において走査によって得られたデータに基づいて、複数のスライス面を有する吸収係数の空間画像が求められ、休止時相の決定に必要な運動情報が第１の器官から収集される被検体のＣＴ画像の作成方法において、心周期において画像再構成に使用される範囲１０が、走査中に心臓からの距離に依存して変化される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の自ら運動する第１の器官によって周期的に運動を励起させられ休止時相および非休止時相を有する少なくとも１つの第２の器官または検査範囲のＣＴ画像を作成するために、
第２の器官または検査範囲が、複数行もしくは平面状に形成された少なくとも１つの検出器（３）に向けてコーンビーム束を放射する焦点を有する少なくとも１つのＸ線管（２）を備えたガントリ（１）によって走査され、
ガントリ（１）と患者（７）との間におけるｚ方向の相対送り速度（ｖ）での走査が、走査される範囲が周期的に生じる休止時相（１０）において部分的に重なり合うか又は少なくとも接触するように行なわれ、
第２の器官または検査範囲の休止時相において走査によって得られたデータに基づいて、複数のスライス面を有する吸収係数の空間画像が求められ、
休止時相の決定に必要な運動情報が第１の器官から収集される
被検体のＣＴ画像の作成方法において、
心周期において画像再構成に使用される範囲（１０）が、走査中に心臓からの距離に依存して変化される
ことを特徴とする被検体のＣＴ画像の作成方法。
【請求項２】
画像再構成に利用される周期範囲の時間長さは、運動を起こす器官と基本的に観察すべき範囲との距離に依存して調整されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
画像再構成に利用される周期範囲の時間長さは、運動を起こす器官とその都度ちょうど走査される範囲との距離に依存して調整されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
画像再構成に利用される周期範囲の、運動を起こす器官に対する時相は、運動を起こす器官と基本的に観察すべき範囲との距離に依存して調整されることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
【請求項５】
画像再構成に利用される周期範囲の、運動を起こす器官に対する時相は、運動を起こす器官とその都度ちょうど走査される範囲との距離に依存して調整されることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【請求項６】
第１の器官として心臓が使用されることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の方法。
【請求項７】
運動情報として心電図信号（１１）が用いられることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの第２の器官として肺が観察されることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つの検査範囲として大動脈が観察されることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの検査範囲として横隔膜が観察されることを特徴とする請求項１乃至９の１つに記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの第２の器官として肝臓が観察されることを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの第２の器官として脾臓が観察されることを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの第２の器官として胃が観察されることを特徴とする請求項１乃至１２の１つに記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも１つの第２の器官として腸が観察されることを特徴とする請求項１乃至１３の１つに記載の方法。
【請求項１５】
心周期の５０〜８０％の範囲からのデータが再構成のために使用されることを特徴とする請求項１乃至１４の１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の周期的に運動を励起させられ休止時相および非休止時相を有する器官または検査範囲のＣＴ画像を作成するために、器官または検査範囲が好ましくはスパイラル状に走査され、休止時相において走査により得られたデータに基づいて複数のスライス面を有する吸収係数の空間画像が求められる、周期的に運動する被検体のＣＴ画像作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数行ＣＴ装置において、心臓の心電図同期式複数行スパイラル検査方法は一般に公知である（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５あるいは特許文献６参照）。運動する被検体に対するこれらの公知の全ての検査方法は、運動する被検体の検査において運動情報もしくは脈エネルギーが表示すべき運動する被検体自体から取得され、上記特許文献に具体的に示されている実施例ではいずれも走査すべき器官として心臓が選ばれ、運動状態に関する信号情報が心電図導線を通して取得される点で共通している。
【特許文献１】独国特許第１９６２２０７５号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１９７４０２１４号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１９８４２２４０号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０２４４１８０号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１９９５７０８２号明細書
【特許文献６】独国特許出願公開第１９８４２２３８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、自らは運動を起こさない被検体を、同様に、位置不鮮明を軽減して撮影する手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、本発明によれば、患者の自ら運動する第１の器官によって周期的に運動を励起させられ休止時相および非休止時相を有する少なくとも１つの第２の器官または検査範囲のＣＴ画像を作成するために、
第２の器官または検査範囲が、複数行もしくは平面状に形成された少なくとも１つの検出器に向けてコーンビーム束を放射する焦点を有する少なくとも１つのＸ線管を備えたガントリによって、好ましくはスパイラル状に走査され、
ガントリと患者との間におけるｚ方向の相対送り速度での走査は、走査される範囲が周期的に生じる休止時相において部分的に重なり合うか又は少なくとも接触するように行なわれ、
第２の器官または検査範囲の休止時相において走査によって得られたデータに基づいて、複数のスライス面を有する吸収係数の空間画像が求められ、
休止時相の決定に必要な運動情報が第１の器官から収集される
被検体のＣＴ画像の作成方法において、
心周期において画像再構成に使用される範囲が、走査中に心臓からの距離に依存して変化されることによって解決される。
【０００５】
本発明の有利な実施形態は次のように列記される。
（１）画像再構成に利用される周期範囲の時間長さは、運動を起こす器官と基本的に観察すべき範囲との距離に依存して調整される。
（２）画像再構成に利用される周期範囲の時間長さは、運動を起こす器官とその都度ちょうど走査される範囲との距離に依存して調整される。
（３）画像再構成に利用される周期範囲の、運動を起こす器官に対する時相は、運動を起こす器官と基本的に観察すべき範囲との距離に依存して調整される。
（４）画像再構成に利用される周期範囲の、運動を起こす器官に対する時相は、運動を起こす器官とその都度ちょうど走査される範囲との距離に依存して調整される。
（５）第１の器官として心臓が使用される。
（６）運動情報として心電図信号が用いられる。
（７）少なくとも１つの第２の器官として、肺、肝臓、脾臓、胃または腸が観察される。
（８）少なくとも１つの検査範囲として大動脈または横隔膜が観察される。
（９）心周期の５０〜８０％、好ましくは６０〜７０％の範囲からのデータが再構成のために使用される。
【０００６】
本発明者は、心拍動によって運動を励起させられる心臓近くの部位も、とりわけ、この心臓近くの周辺部の休止時相中のデータのみがＣＴ画像の再構成のために利用されるならば、改善された鮮明度でもって撮影することができることを認識した。公知の心臓のＣＴ画像作成方法では、もちろん心周期全体の約３０％に相当する非常に限られた範囲だけが画像表示に使用される。しかしながら、本発明によれば、心臓近くの検査範囲を撮像するために著しく大きな範囲を使用することができる。なぜならば、隣接部位への心臓運動伝達は心臓自体の観察におけるよりも著しく減衰されるからである。
【０００７】
この方法の主要な利点は、使用可能でない周期成分の低減によって、より高い送り速度が選択可能であり、従って著しく大きな範囲、例えば肺全体を１つの呼吸停止時相において走査することができるか、または他方では個々の断層像を著しく薄いスライス厚で処理することができることにある。
【０００８】
基礎をなすこの発明思想に従って、本発明者は次の方法を提案する。すなわち、患者の自ら運動する第１の器官によって周期的に運動を励起させられ休止時相および非休止時相を有する少なくとも１つの第２の器官または検査範囲のＣＴ画像を作成するために、
第２の器官または検査範囲が、複数行もしくは平面状に形成された少なくとも１つの検出器に向けてコーンビーム束を放射する少なくとも１つの焦点を備えたガントリによって、好ましくはスパイラル状に走査され、
ガントリと患者との間におけるｚ方向の相対送り速度ｖでの走査は、走査される範囲が周期的に生じる休止時相において部分的に重なり合うか又は少なくとも接触するように行なわれ、
第２の器官または検査範囲の休止時相において走査によって得られたデータに基づいて、複数のスライス面を有する吸収係数の空間画像が求められ、
休止時相の決定に必要な運動情報が第１の器官から収集される。
【０００９】
とりわけ、信号を発生し運動を起こす第１の器官として心臓が使用され、運動情報として心電図信号が使用されると好ましい。
【００１０】
撮像された検査範囲もしくは第２の器官に関しては、肺、大動脈範囲、横隔膜、肝臓、脾臓、胃および腸が考慮される。
【００１１】
ＣＴ画像の再構成に使用される運動周期データと排除される運動周期データとの関係に関して、本発明者は、心周期の少なくとも５０％かつ心周期の最大８０％のデータが、好ましくは心周期の６０〜７０％のデータが画像再構成のために使用されることを提案する。これは、例えば、Ｒ波の周りの強い運動時相において求められたデータのみが再構成から排除されることによって達成することができる。
【００１２】
更に、心周期において画像再構成に利用される範囲は、走査中に好ましくは心臓からの距離に依存して可変であると有利である。これによって、その都度観察されるスライスの運動の時間長さへのスムーズな調整を達成することができる。運動を起こす器官（例えば心臓）から実際に走査される検査範囲への拍動の時間遅れの伝達過程に基づいて、走査実行中における再構成に使用されるデータの許容範囲と非許容範囲との間の境界の時相シフトも好ましい。従って、再構成に使用される周期範囲を、その時間長さに関しても、運動を起こす器官（例えば心臓）に対するその時相に関しても、基本的に観察すべき範囲またはその都度ちょうど走査される範囲に依存して調整することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下において添付の概略図面に基づいて本発明を更に詳細に説明する。
図１はＣＴの概略図、
図２は心臓の公知の心電図同期式複数行スパイラル形検査の概略図、
図３は図２に対応する本発明による方法の概略図を示す。
【００１４】
図においては次の参照符号が使用されている。１はガントリ、２は焦点を有するＸ線管、３は複数行検出器、４は患者用寝台、５はｚ軸、６は心電図を備えた制御および評価ユニット、７は患者、８は心電図測定線、９はガントリのための制御およびデータ線、１０はデータ利用範囲、１１は心電図信号、１２は利用されるデータセグメント、ｖは送りである。
【００１５】
図１はコンピュータ断層撮影装置の概略図を示す。このコンピュータ断層撮影装置は、ガントリ１と、このガントリ１に組込まれ焦点を有するＸ線管２とそれに対向配置された複数行検出器３とを備えている。更に、ｚ軸５上において移動可能な患者用寝台４が示されている。患者用寝台４は、焦点と検出器との同時回転と共に当該寝台４の送りを行なうことによって、検査範囲のスパイラル状の走査を発生する。制御および評価ユニット６は制御およびデータ線９を介してガントリ１に接続されているので、ガントリ１の移動、Ｘ線管２の制御および走査中におけるデータの同時取得を行なうことができる。同時に、制御および評価ユニット６に組み込まれた心電図によって心電図測定線８を介して患者７の心電図信号が導出され、検出器からのデータストリームと時間的に同期調整される。これによって検出器からの測定データは、心臓運動に対するそれらの時相を再現するいわば「タイムスタンプ」を獲得する。
【００１６】
図２は心臓の公知の心電図同期式走査の概略図を示す。この図２には時間軸ｔに対してｚ軸が表示され、下側範囲には心電図信号１１が送りと関連付けて表示されている。範囲１０は心臓の休止時相を規定する。休止時相においては、ＣＴ画像の再構成のためのデータ収集が行なわれ、破線で縁取りされた領域１２は、走査のいわゆるクイックスキャンデータセグメントであり、これらのセグメントがデータ再構成に利用される。
【００１７】
最適な時間分解能を有するこのようなスパイラル再構成では、各画像について、このようなクイックスキャンデータセグメント１２が再構成に利用される。１つのクイックスキャン内において、検出器行間におけるデータセグメント１２を、その都度の画像位置へ補間することができる。クイックスキャンデータセグメントは、従来技術から知られているように、完全に１つの心周期から取得することができ、あるいは相次ぐ心周期から多数の部分セグメントから合成することもできる。このような再構成にとって、全てのデータセグメントが、相対的心臓休止に対応する小さな相対的心周期時相にあることが特徴的である。これは、アーチファクトのない冠状血管表示のためには絶対に必要である。隙間のないボリューム走査を保証するためには、患者用寝台の最大に調整可能な送りは脈拍数に依存する。少ない脈拍数（ほぼ６０ｂｐｍ）については、０．５秒の回転時間を有する四行スキャナによれば、１．５の送りを超えることはできない。これは、１つの呼吸停止時相内に心臓を１ｍｍスライスで走査するためには十分であるが、しかし、肺検査または大動脈解剖検査にとっては少なすぎる。この方法でピッチを高めると、これはスライス感度プロフィールの拡張という結果に終わり、これによって、確かに呼吸停止時相内において大きなボリュームを走査することができるが、しかし同時に縦方向分解能の悪化を甘受しなければならない。
【００１８】
図３は図２と同様の図を示すが、しかしここでは、運動する器官自体、すなわち心臓自体を撮影するのではないために、心周期において非常に狭い範囲１０のみならず、著しく広い範囲１０がデータ収集のために利用される。従って、より大きな送り速度を使用することができる。この心臓近くの範囲における拍動アーチファクトの抑制のために、実際に全てのクイックスキャンデータセグメント１２をその都度の心周期の正確に同じ相対時相に置くことは必要でなく、むしろ心周期の定められた範囲を禁止するようマークすることで十分である。これは、心周期の、範囲１０によって覆われていない時相に相当し、これはＲ波の周りにおける強く動かされた収縮期に相当する。残りの許容されたデータ範囲１０において各画像を１つのクイックスキャンインターバルから再構成することができるので、半分の回転時間に相当する時間分解能を有する。もちろん、クイックスキャンインターバル１２は変動することができ、すなわちクイックスキャンインターバルの開始投影が固定的に定められているのではなく、それは許容されたデータ範囲１０内における再構成すべき画像の変化されたｚ位置とともにシフトされる。このようにして、許容されたデータ範囲内において、１つの画像のためのその都度のクイックスキャンセグメント１２がスパイラルに最適に適合するようにシフトされ、従ってその都度の画像位置への検出器行間のスパイラル補間が可能である。それにより、０．５秒の回転時間を有する四行スキャンのための最大送りは約３．５に高められ、しかも画像当り１ｍｍのスライス厚が達成される。この３．５というピッチは、１つの呼吸停止時相内において２０ｃｍを超えて走査するためには十分である。
【００１９】
以上のとおり、本発明によって、患者の自ら運動する第１の器官によって周期的に運動を励起させられ休止時相および非休止時相を有する少なくとも１つの第２の器官または検査範囲のＣＴ画像の改善された作成方法が提案され、第２の器官または検査範囲はスパイラル状に走査される。第２の器官または検査範囲の休止時相において走査によって得られたデータに基づいて、多数のスライス面を有する吸収係数の空間画像が求められ、この休止時相の決定のために必要な運動情報は第１の器官から収集される。これによって、一方では観察すべき第２の器官または検査範囲の位置不鮮明が休止時相および非休止時相の考慮なしの撮影に比べて著しく低減され、相応の微細なスライス像が得られる。他方では、観察された器官への運動伝達の強さが考慮されるならば、自ら運動する器官の撮影の場合よりも時間的制限があまり強く作用せず、データを収集できる休止時相が拡張される結果となる。付加的になおも、自ら運動する器官（大抵は心臓）に対する距離に応じて、自ら運動する器官の周期に対する休止時相の大きさおよび時相シフトを調整することができる。場合によっては、これはスキャン中にもスムーズに行なわれる。
【００２０】
以上に述べた本発明の特徴は、それぞれ示した組合せで使用されるだけでなく、本発明の枠を逸脱することなく他の組合せまたは単独状態で使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ＣＴの概略構成図
【図２】公知の方法の概略を示すタイムチャート
【図３】本発明による方法の概略を示すタイムチャート
【符号の説明】
【００２２】
１          ガントリ
２          焦点を有するＸ線管
３          複数行検出器
４          患者用寝台
５          ｚ軸
６          心電図を備えた制御および評価ユニット
７          患者
８          心電図測定線
９          ガントリのための制御およびデータ線
１０        データ利用範囲
１１        心電図信号
１２        利用されるデータセグメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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