(57)【要約】【課題】検査領域の走査と造影剤投与との間の時間的調整を簡単な手段にて改善することを可能にする条件をもたらすＸ線装置のための方法を提供する。【解決手段】本発明は、造影剤（４）の使用のもとで予備検査を実施するためのＸ線装置（１）の動作方法であって、造影剤投与（８）の第１の時点と造影剤（４）の濃度の最大（９）の第２の時点との間の時間間隔（７）の範囲内において心拍動（６）の個数が決定される動作方法に関する。更に、本発明は、造影剤（４）の使用のもとで主検査を実施するためのＸ線装置（１）の動作方法であって、実際に存在する脈拍数への値の適合化を必要とすることなく検査領域（１４）における造影剤（４）の高い濃度において走査が行なわれるように、心拍動（６）の個数が予め設定された値に一致したとき検査領域（１４）の走査が開始される動作方法に関する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相前後する時点で減弱値（２）が患者（３）の体内にて伝搬する造影剤（４）の走査位置（５）における濃度の尺度として検出される予備検査を実施するためのＸ線装置（１）の動作方法において、
実施すべき主検査のために走査の開始時点を決定するための測定量として、造影剤投与（８）の第１の時点および減弱値（２）の局所的最大（９）の第２の時点によって定義された時間間隔（７）内における患者（３）の心拍動（６）の個数が求められることを特徴とする方法。
【請求項２】
予備検査が主検査に比べて低いＸ線放射強度にて実施されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
減弱値（２）の検出のための時点が時間軸上において等間隔に配置されてい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】
検出された減弱値から造影剤濃度の曲線経過（１０）が算定された後に曲線経過の局所的最大が求められることによって、減弱値（２）の局所的最大（９）が決定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】
曲線経過（１０）が高次多項式であることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
心拍動（６）の個数が実施すべき主検査のために記憶されることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の動作方法。
【請求項７】
記憶が電子式カルテにおいて行なわれることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
心拍動（６）の個数が基準ボリュームのための尺度としての心臓の駆出分画と掛算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】
基準ボリュームが実施すべき主検査のために記憶されることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
記憶が電子式カルテにおいて行なわれることを特徴とする請求項８又は９記載の方法。
【請求項１１】
患者の検査領域（１４）が造影剤（４）の使用のもとでＸ線装置（１）の撮影ユニット（１１，１２）によって走査される主検査を実施するためのＸ線装置の動作方法において、
造影剤投与（８）の第１の時点からの患者（３）の心拍動（６）の個数が求められ、その個数と予め設定された値との間で連続的な比較が行なわれ、検査領域（１４）内における造影剤（４）の高い濃度において走査が行なわれるように、心拍動（６）の個数が予め設定された値に一致したとき検査領域（１４）の走査が開始されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
予め設定された値が、請求項１乃至１０の１つに記載の予備検査を実施するためのＸ線装置（１）の動作方法に基づいて決定されることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
比較前に心拍動の個数が心臓の検出された駆出分画と掛算され、予め設定された値が、請求項８乃至１０の１つに記載の動作方法に基づいて求められた予備検査の枠内で求められた基準ボリュームに相当することを特徴とする請求項１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相前後する時点で減弱値が患者体内にて伝搬する造影剤の走査位置における濃度の尺度として検出される予備検査を実施するためのＸ線装置の動作方法に関する。更に、本発明は、患者の検査領域が造影剤の使用のもとにＸ線装置の撮影システムによって走査される主検査を実施するためのＸ線装置の動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像におけるコントラストは一般にＸ線装置によって発生させられるＸ線放射に対する物質の異なる減弱特性によってひき起こされる。患者検査の場合には、骨組織および軟部組織の異なる減弱特性により、コントラストに基づいて患者体内の骨の構造を解析することができる。周辺に対して類似の減弱特性を有する器官または血管は、低すぎるコントラストのために従来のやり方では検査することができない。
【０００３】
この理由から、血液の流れる器官の検査、例えば心臓または肝臓の検査の場合には造影剤が使用される。造影剤は周囲組織に比べて異なる減弱特性を有するので、画像内において器官と周辺との間に可視のコントラストが生じる。
【０００４】
患者体内における造影剤の伝搬はハイダイナミックプロセスである。観察される検査領域における造影剤の濃度は、ある時間後に先ず急激に上昇し、最大値に達して、それから再び低下する。この理由から、主検査における検査領域の走査は、造影剤投与時点の直後ではなくて遅延時間後にやっと開始されるので、検査領域は走査時に高い造影剤濃度を有する。遅延時間は各検査の開始時に予備検査により決定される。予備検査では少量の造影剤が患者に注入され、相前後する時点で走査位置における造影剤濃度の尺度としての減弱値が検出される。遅延時間は造影剤投与と減弱値の観察された最大値との間の時間間隔からもたらされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、検査領域の走査と造影剤投与との間の時間的調整を簡単な手段にて改善することを可能にする条件をもたらすＸ線装置のための方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、独立の請求項１の特徴による予備検査の実施のための動作方法ならびに独立の請求項１１の特徴による主検査の実施のためのＸ線装置の動作方法によって解決される。予備検査もしくは主検査の動作方法の有利な形態はそれぞれ従属の請求項２乃至１０もしくは１２乃至１３の対象である。
【０００７】
患者の生理学的なパラメータとしての脈拍数は、１つの検査期間中および異なる検査の間においてストレスに起因して、あるいは与えられた薬剤に起因して非常に激しく変動する。脈拍数の変化は造影剤の伝搬速度の変化をもたらす。
【０００８】
この理由から、検査領域内の造影剤の最大濃度の時点は検査ごとに相違する。この状況においては造影剤投与と走査との間の調整時に、前段階で求められた遅延時間に基づいて主検査開始前に適合化を行なうことが必要である。しかしながら、これは非常に高い費用をかけないと実施できない。
【０００９】
本発明者は、造影剤投与と走査との間の時間的調整は、走査開始時点を決定するための測定量として遅延時間の代わりに患者の心拍動の個数が使用されることによって、著しく簡単化され得ることを認識した。なぜならば、各心拍動において比肩し得る血液量が輸送されるので、検査領域における最大コントラストの時点は、脈拍数の大きさに関係なく、ほとんど心拍動の定められた個数の後に到達されるからである。
【００１０】
したがって、本発明によれば、相前後する時点で減弱値が患者の体内にて伝搬する造影剤の走査位置における濃度の尺度として検出される予備検査を実施するためのＸ線装置の動作方法において、実施すべき主検査のために、造影剤投与の第１の時点および減弱値の局所的最大の第２の時点によって定義された時間間隔内における患者の心拍動の個数が求められることが提案される。
【００１１】
時間間隔内において定められた心拍動の個数により、主検査において、脈拍数に対する調整に使用される測定量の適合化を必要とすることなく、造影剤投与と走査開始との間の時間的調整を簡単な手段にて行なうことができる。造影剤投与後、心拍動が計数され、予備検査において求められた目標値としての心拍動の個数と比較される。主検査における検査領域の位置が予備検査における走査位置と極端に相違する場合には状況が全く違う。この場合には、主検査において計数される心拍動の個数が検査領域の位置および予備検査において求められた心拍動の個数に依存しないある予め定められた値と一致したときに走査が開始される。例えば検査領域が予備検査における走査位置に比べて心臓近くに配置されている場合には、求められた個数が検査領域と走査位置との間の距離に応じた個数だけ小さな値に補正されなければならない。
【００１２】
走査の時点は、検査中に発生する脈拍数に自動的に適合化する。心臓の不整脈の場合にも、造影剤投与後にちょうど検査領域において濃度が最大になるときに走査が開始されることが保証される。したがって、走査の開始は、求められた遅延時間の場合におけるように予め設定された固定の時間間隔後に行なわれるわけではない。時点は各検査において全く個別的に患者の現在の生理学的状況に依存して行なわれる。
【００１３】
適用されるＸ線放射の低減のために、予備検査は主検査に比べて低いＸ線放射強度にて実施される。
【００１４】
減弱値の局所的最大は、減弱値の検出のための時点が時間軸上において等間隔に配置されている場合に特に簡単に求めることができる。この場合に減弱値の曲線経過を高次多項式によって近似可能である。ひき続いて、減弱値の局所的最大が、近似曲線経過に基づいて、例えば、多項式の１次および２次導関数の評価によって決定される。
【００１５】
本発明の有利な形態においては、心拍動の個数が実施すべき主検査のために直ぐに使用可能であるように記憶される。記憶は電子式カルテにおいて行なわれことが好ましい。なぜならば、例えば体重および年齢のようなその他の生理学的パラメータと関連させて簡単に心拍動の個数の評価を行なうことができ、それにより患者の健康状態に関する推定が可能であるからである。
【００１６】
心拍動の個数が、とりわけ、基準ボリュームのための尺度としての心臓の駆出分画と掛算されとよい。基準ボリュームは、造影剤投与と走査位置におけるコントラスト最大との間において心臓によって送り出される血液の全ボリュームを表す。したがって、主検査における走査開始時に使用される測定量としての基準ボリュームは、心臓の現在において存在する生理学的状態を考慮し、造影剤投与と走査との間の調整において更なる改善を可能にする。
【００１７】
基準ボリュームは、実施すべき主検査のために直ぐに使用可能であるように記憶されることが好ましい。基準の健康状態の決定のための他のパラメータと関連させた基準ボリュームの評価が簡単に可能であるように、記憶は同様に電子式カルテ（診療録）において行なわれることが好ましい。
【００１８】
更に、課題は、患者の検査領域が造影剤の使用のもとでＸ線装置の撮影ユニットによって走査される主検査を実施するためのＸ線装置の動作方法において、造影剤投与の第１の時点からの患者の心拍動の個数が求められ、その個数と予め設定された値との間で連続的な比較が行なわれ、検査領域内における造影剤の高い濃度において走査が行なわれるように、心拍動の個数が予め設定された値に一致したとき検査領域の走査が開始されることによって解決される。造影剤投与と走査との間の時間的調整のための検査ごとの予め設定された値の適合化は不要となる。
【００１９】
予め設定された値は、前述の予備検査を実施するためのＸ線装置の動作方法に基づいて決定される心拍動の個数に相当することが好ましい。
【００２０】
本発明の有利な形態においては、主検査の際に、心拍動の個数が心臓の検出された駆出分画と掛算される。この場合に、予め設定された値は予備検査の枠内で求められた基準ボリュームに相当し、この基準ボリュームは造影剤投与と走査開始との間において心臓によって送り出される血液量に相当する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施例ならびに従属の請求項による本発明の他の形態が次の概略的な図面に示されている。図１は造影剤使用下で予備検査および主検査の本発明による動作方法を実行するためのＸ線装置を透視図にて示し、図２は造影剤投与および走査の時間的調整のための心拍動の個数を決定する予備検査を実施するための第１の動作方法をブロック図様式にて示し、図３は検出された減弱値と患者心拍動との間の関連が示されているダイアグラムを示し、図４は造影剤投与および走査が検出された心拍動に基づいて調整される主検査を実施するための第２の動作方法をブロック図様式にて示す。
【００２２】
図１には、Ｘ線装置が、ここでは符号１を付されたコンピュータ断層撮影装置が透視図にて示されている。コンピュータ断層撮影装置１は、造影剤４の使用下で患者３の検査のための本発明による予備検査および主検査の動作方法を実施するのに適している。
【００２３】
コンピュータ断層撮影装置１には、患者３が上に寝ることができる移動可能なテーブル板１６を備えた寝台装置１５が付設されている。テーブル板１６は回転軸１７の方向に移動可能であるので、患者３の体内の検査領域１４は、コンピュータ断層撮影装置１のケーシング内における開口を通して撮影システム１１，１２の測定範囲へ移動可能である。患者第３のおよび撮影システム１１，１２はこのようにして回転軸の方向に相対的に移動可能であるので、異なる走査位置が撮影可能である。
【００２４】
投影の検出のために、撮影システム１１，１２は、Ｘ線管の形での放射器１１とこれに対向配置された検出器１２とを有する。検出器１２は湾曲状に形成されていて、検出器列に並べられた検出器４エレメント１３を含む。放射器１１はファン状Ｘ線ビームの形で放射を発生し、ファン状Ｘ線ビームは測定範囲を透過した後に検出器１２の検出器エレメント１３に入射する。検出器エレメント１３は、測定範囲を通るＸ線放射の減弱に依存した減弱値６を発生する。減弱値６へのＸ線放射の変換は、例えばその都度、シンチレータと光結合されたフォトダイオードまたは直接変換する半導体により行なわれる。検出器１２は、このようにして、投影とも呼ばれる減弱値セットを発生する。
【００２５】
撮影システムはガントリ１８に回転可能に配置されているので、投影は種々の投影方向から検出可能である。コンピュータ断層撮影装置１の設定された動作様式に応じて、走査は、固定設定された投影方向または可変の投影方向において、同時に固定設定された走査位置または可変の走査位置において行なわれる。ガントリ１８の回転と同時の回転軸１７の方向への患者３の連続的な送りによって、例えば、回転軸１７もしくは患者３に沿った異なる位置における多数の異なる投影方向からの投影が検出される。このやり方でスパイラル状の走査によって得られる撮影システム１１，１２の投影が、計算ユニット１９へ伝達されて画像に算定され、画像が表示ユニット２０に表示される。画像は、例えば検査領域１４の断層画像またはボリューム画像である。
【００２６】
血液が通流される器官、例えば心臓または肝臓または血管の検査のために、患者３には、周辺の軟部組織に対する視覚的コントラストの増強のために、必要に応じて造影剤４が造影剤装置２１により注入される。造影剤４は、自動化された形で時間制御されて、貯蔵タンク２２から造影剤チューブ２３を介して、設定可能な量を設定可能な流速にて患者３の静脈にポンプで注入される。計算ユニット１９と造影剤装置２１との間の電気接続２４によって、造影剤投与のためのパラメータを計算ユニット１９から予め与えることができる。
【００２７】
脈拍測定装置２５は、走査に並行して患者３の心拍動６の検出を可能にする。計算ユニット１９は脈拍測定装置２５と電気的に接続されているので、造影剤投与時点後に、心拍動６の個数を連続的にコンピュータ支援により考慮することができる。
【００２８】
図２は、ブロック図状の表示にて、造影剤投与と走査との間の時間的調整のための心拍動６の個数を求める予備検査を行なうための第１の動作方法を示す。予備検査の個々の方法ステップは、そして後で行なわれる主検査の個々の方法ステップも、計算ユニット１９上に記憶されていて使用者によって作動させられ得るプログラムによって実行される。
【００２９】
第１の方法ステップ２６においては減弱値検出のための走査位置５が取られる。この場合に走査位置５の選択は、例えば表示ユニット１９上に表示された概観図における一位置へのマーキングによって行なわれる。この際にひき続き、マーキングに依存して、テーブル板１６および撮影システム１１，１２のための走査パラメータが求められる。
【００３０】
一般に走査位置５は主検査において走査すべき検査領域１４の内側または直前に配置されているので、走査位置５における造影剤４の時間的濃度変化はほとんど検査領域１４内における造影剤４の時間的変化に一致する。もちろん、検査領域１４の位置とは異なる走査位置５も取り得る。この場合には主検査実施の際に、決定すべき心拍動の走査開始時の個数が補正されなければならない。個数の補正は、例えば、心拍動の個数が予備検査の走査位置５と検査領域１４の位置との間の距離に依存して重み付けられることによって行なわれる。
【００３１】
第２の方法ステップ２７においては、少量の造影剤４が造影剤装置２１により注入される。造影剤投与と同時に走査位置５における減弱値の検出および患者の心拍動の検出が行なわれ、各減弱値および各心拍動にタイムスタンプが割り付けられる。減弱値は、適用されるＸ線の線量低減のために、主検査に比べて少ないＸ線放射強度において検出される。走査は、この例では、減弱値の最大が走り抜けられるまでの間は秒リズムにて等間隔の時点で行なわれる。
【００３２】
第３の方法ステップにおいては、検出された減弱値２が、図３に示された曲線経過１０にて、例えば公知の近似法に基づく高次多項式の曲線経過にて近似される。ｙ軸に沿って減弱値がハウンズフィールド値（ＨＵ）の単位にて取られている。ｘ軸は秒の単位での時間経過を示す。図３には、同様に、心拍動６の検出のために用いられるＥＣＧ２９の信号の時間的経過が示されている。ＥＣＧ２９の信号については、ｙ軸の方向に単位が示されていない。信号の特徴的な曲線経過だけが再現されている。
【００３３】
減弱値２の求められた曲線経過１０から、例えば、減弱値の曲線経過の１次および２次の導関数の評価によって、局所的な最大９を求めることができる。局所的な最大９の時点は、走査位置５における造影剤４の最高濃度の時点に相当する。続いて、造影剤投与８の時点と減弱値２の局所的最大９の時点との間の時間間隔７の範囲内の心拍動６の個数が決定される。
【００３４】
図示の例では、造影剤投与８と減弱値２の局所的最大９との間の時間間隔７が２０秒である。この時間間隔７の範囲内には全部で９個の心拍動が起きている。
【００３５】
各心拍動６には、比喩的に言えば、走査位置５における造影剤４の定められた濃度が割り当てられ得る。なぜならば、心臓の各拍動においてほぼ固定的に定まった血液量が血液循環によって輸送されるからである。心臓の不整脈は、曲線経過１０が部分的に圧縮されるか、または伸張されることをもたらすので、局所的最大９の時点が検査ごとに時間軸に沿って移動する。しかしながら、最大９は、検査中における脈拍数の変動に関係なく、ほとんど常に予備検査において決定された心拍動６の個数の後に到達される。したがって、主検査の走査開始時における動作パラメータ、例えば造影剤投与８と観察される減弱値２との間の求められる遅延時間の実際に存在する脈拍数へのコストのかかる適合化を無しですませることができる。
【００３６】
自由選択によって付加的に検査開始前または各個別心拍動において基準ボリュームの算定に役立つ心臓の駆出分画が算定されるとよい。駆出分画は各心拍動において心臓の左心室から噴出される血液の量に相当する。駆出分画は心拡張期ボリュームおよび心収縮期ボリュームから次の方程式に基づいて算定される。
ＥＦ＝（ＥＤＶ−ＥＳＶ）／ＥＤＶ
ただし、ＥＦは駆出分画、ＥＤＶは心拡張期ボリューム、ＥＳＶは心収縮期ボリュームである。
【００３７】
心拡張期ボリュームおよび心収縮期ボリュームは、心エコー検査法により決定可能である。駆出分画と、心拍動の個数もしくは予め定められた時間間隔内のその都度対応する心拍動との掛算によって、造影剤投与の開始から濃度最大までの時間間隔内において心臓によって送り出される血液の量に相当する基準ボリュームが得られる。基準ボリュームは、実際に存在する心臓の生理学的状態を考慮する。心拍動の個数も基準ボリュームも、主検査における走査の開始時点の制御に適している。
【００３８】
求められた心拍動６の個数および／または求められた基準ボリュームは、例えば電子式カルテに記憶可能であり、その他のそれに記憶された生理学データと共に健康状態の決定のために評価することができる。
【００３９】
図４にはブロック図様式にて主検査の実施ための第２の動作方法が示されている。第１の方法ステップ３０においては、テーブル板１６および撮影システム１１，１２の操作によって、検査領域１４の走査の出発位置が取られる。しかる後に、走査の開始のために必要な動作パラメータが、予備検査において求められた心拍動６の個数の形での予め設定された値として読み込まれる。第２の方法ステップ３１においては、造影剤４が造影剤装置２１により注入される。同時に、心拍動の検出と、求められた心拍動と予め設定された値との連続的な比較とが開始される。一致時に検査領域１４の走査が方法ステップ３２において開始されるので、走査が検査領域１４における造影剤４の最大濃度で行なわれる。走査の開始時点の制御は、自由選択により、前もって求められた基準ボリューム、すなわち造影剤４の濃度最大到達までに血液循環によって送り出される血液量に基づいて、ならびに駆出分画を掛算された主検査において検出された心拍動に基づいて行なわれてもよい。
【００４０】
本発明の主たる思想は次のとおり要約することができる。
本発明は、造影剤４の使用のもとで予備検査を実施するためのＸ線装置１の動作方法であって、造影剤投与８の第１の時点と造影剤４の濃度の最大９の第２の時点との間の時間間隔７の範囲内において心拍動６の個数が決定される動作方法に関する。更に、本発明は、造影剤４の使用のもとで主検査を実施するためのＸ線装置１の動作方法であって、実際に存在する脈拍数への値の適合化を必要とすることなく検査領域１４における造影剤４の高い濃度において走査が行なわれるように、心拍動６の個数が予め設定された値に一致したとき検査領域１４の走査が開始される動作方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】造影剤使用下で予備検査および主検査の本発明による動作方法を実行するためのＸ線装置を示す透視図
【図２】造影剤投与および走査の時間的調整のための心拍動の個数を決定する予備検査を実施するための第１の動作方法を示すブロック図
【図３】検出された減弱値と患者心拍動との間の関連が示されているダイアグラム
【図４】造影剤投与および走査が検出された心拍動に基づいて調整される主検査を実施するための第２の動作方法を示すブロック図
【符号の説明】
【００４２】
１        コンピュータ断層撮影装置
２        減弱値
３        患者
４        造影剤
５        走査位置
６        減弱値
７        時間間隔
８        造影剤投与
９        局所的最大
１０        曲線経過
１１        放射器
１２        検出器
１３        検出器エレメント
１４        検査領域
１５        寝台装置
１６        テーブル板
１７        回転軸
１８        ガントリ
１９        計算ユニット
２０        表示ユニット
２１        造影剤装置
２２        貯蔵容器
２３        造影剤チューブ
２４        電気接続
２５        脈拍測定装置
２６        方法ステップ
２７        方法ステップ
２８        方法ステップ
２９        ＥＣＧ
３０        方法ステップ
３１        方法ステップ
３２        方法ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007167657.tif 000005
【図４】
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