(57)【要約】【課題】  ＣＴパフュージョンにおいて血流遅延情報を検出し、これを視覚化可能な情報として提示することで、血流の遅延により発症している患部を容易に特定せしめるＸ線コンピュータ断層撮影装置等を提供すること。【解決手段】  脳動脈の画素の時間濃度曲線Ca(t)、毛細血管を含む脳組織の画素の時間濃度曲線Ci(t)の双方を用いて伝達関数h(t)を算出し、これに基づいて、動脈カーブの立ち上がり時刻を基準とする被検査部位の画素毎の遅延時間を算出する。また、算出された遅延時間に基づいて、遅延時間が発生した画素について、遅延時間が発生していない画素とは異なる色彩を割り当てることで、血液流入状況の時間差が視覚されたカラーマップを作成し、所定の形態で提示する。【選択図】      図５
2007144139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
造影剤を注入された被検査部位に関する時系列な複数の画像を取得するデータ取得ユニットと、
前記複数の画像に基づいて、前記動脈の濃度変化カーブに対する、前記被検査部位の濃度変化カーブの遅延時間を算出する遅延時間算出ユニットと、
前記遅延時間の分布を表すマップ像を作成するマップ作成ユニットと、
を具備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】
前記遅延時間算出ユニットは、block-circulant型SVD法を用いて、前記動脈の時間濃度曲線に対する前記被検査部位の時間濃度曲線の伝達関数を算出し、当該伝達関数のピーク時刻に基づいて、前記遅延時間を算出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。
【請求項３】
前記遅延時間算出ユニットは、前記動脈の濃度変化カーブの立ち上がり時刻と前記被検査部位の濃度変化カーブの立ち上がり時刻との時間差に基づいて、前記前記遅延時間を算出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。
【請求項４】
前記マップ作成ユニットは、前記遅延時間に応じた色彩を割り当てることで、血液流入状況の時間差が視覚されたカラーマップを作成することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】
前記マップ作成ユニットは、
前記動脈よりも前記被検査部位に造影剤が早く到達した場合には、前記被検査部位の濃度変化カーブを時間軸軸負方向に移動させ、
前記移動後の被検査部位の濃度変化カーブに基づいて、遅延時間の分布を表す二次元マップ像を作成すること、
を特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項６】
前記マップ作成ユニットは、前記動脈よりも前記被検査部位に造影剤が早く到達した場合には、遅延時間を算出された値から他の値に置き換えることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項７】
前記二次元マップ像を血流量マップと同時に又は選択的に表示する表示ユニットをさらに具備することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項８】
前記二次元マップ像とComputed Tomographic Angiographyとの融合画像を表示する表示ユニットをさらに具備することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項９】
造影剤を注入された被検査部位に関する時系列な複数の画像を記憶する記憶ユニットと、
前記複数の画像に基づいて、前記動脈の濃度変化カーブに対する、前記被検査部位の濃度変化カーブの遅延時間を算出する遅延時間算出ユニットと、
前記遅延時間の分布を表すマップ像を作成するマップ作成ユニットと、
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
前記遅延時間算出ユニットは、block-circulant型SVD法を用いて、前記動脈の時間濃度曲線に対する前記被検査部位の時間濃度曲線の伝達関数を算出し、当該伝達関数のピーク時刻に基づいて、前記遅延時間を算出することを特徴とする請求項９記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記遅延時間算出ユニットは、前記動脈の濃度変化カーブの立ち上がり時刻と前記被検査部位の濃度変化カーブの立ち上がり時刻との時間差に基づいて、前記前記遅延時間を算出することを特徴とする請求項９記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記マップ作成ユニットは、前記遅延時間に応じた色彩を割り当てることで、血液流入状況の時間差が視覚されたカラーマップを作成することを特徴とする請求項９乃至１１のうちいずれか一項記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記マップ作成ユニットは、
前記動脈よりも前記被検査部位に造影剤が早く到達した場合には、前記被検査部位の濃度変化カーブを時間軸軸負方向に移動させ、
前記移動後の被検査部位の濃度変化カーブに基づいて、遅延時間の分布を表す二次元マップ像を作成することを特徴とする請求項９乃至１１のうちいずれか一項記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記マップ作成ユニットは、前記動脈よりも前記被検査部位に造影剤が早く到達した場合には、遅延時間を算出された値から他の値に置き換えることを特徴とする請求項９乃至１１のうちいずれか一項記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記二次元マップ像を血流量マップと同時に又は選択的に表示する表示ユニットをさらに具備することを特徴とする請求項９乃至１４のうちいずれか一項記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記二次元マップ像とComputed Tomographic Angiographyとの融合画像を表示する表示ユニットをさらに具備することを特徴とする請求項９乃至１４のうちいずれか一項記載の画像処理装置。
【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（以下、「Ｘ線ＣＴ装置」と呼ぶ。）を用いた血流解析手法（以下、「ＣＴパフュージョン」と呼ぶ。）を実行可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線が被検体内で受けた吸収量に基づいて臓器等の組織のＸ線吸収率を水のそれを基準としたＣＴ値という指標として計算（再構成）することによって画像（断層像）を得るものである。このＸ線ＣＴ装置を用いた通常のＸ線ＣＴ検査では、単純ＣＴ像から形態情報を得ることができる。また、ＣＴパフュージョンでは、造影ＣＴによるダイナミックスキャンにより病巣の周りの血流の動態情報を取得し、視覚情報として提供することができる。近年、マルチスライスＣＴによる高速スキャンが可能になり、益々造影ＣＴのダイナミックスキャンの活用範囲が拡大してきている。
【０００３】
ＣＴパフュージョンにおいて、例えば脳組織内毛細血管の血流動態に関するインデックスを演算するためのＣＢＰスタディと呼ばれる方法がある。ＣＢＰスタディでは、”毛細血管を通過する血流”の動態を定量的に表すＣＢＰ、ＣＢＶ、ＭＴＴ、Ｅｒｒ等のインデックスを求め、またこれらインデックスのマップを出力する。これら脳組織中の毛細血管の血流動態を定量的に表しているインデックスＣＢＰ等は、脳虚血が発症してからの経過時間情報ととともに、虚血性脳血管障害の病体鑑別、毛細血管の拡大の有無、血流速などの評価のための有益な情報として期待されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１１６８４３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のＸ線ＣＴ装置では、ＣＴパフュージョンにおいて、血流（又は造影剤）が被検査部位に到達するまでの遅延に関する情報（血流遅延情報）を検出することがきない。従って、ＣＴパフュージョンによって得られる検査結果を用いて、血流量の低下により発症している患部は特定できるが、血流の遅延により発症している患部を特定することはできない。
【０００５】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、ＣＴパフュージョンにおいて血流遅延情報を検出し、これを視覚化可能な情報として提示することで、血流の遅延により発症している患部を容易に特定せしめるＸ線コンピュータ断層撮影装置等を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。
【０００７】
本発明の第１の視点は、造影剤を注入された被検査部位に関する時系列な複数の画像を取得するデータ取得ユニットと、前記複数の画像に基づいて、前記動脈の濃度変化カーブに対する、前記被検査部位の濃度変化カーブの遅延時間を算出する遅延時間算出ユニットと、前記遅延時間の分布を表すマップ像を作成するマップ作成ユニットと、を具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置である。
【０００８】
本発明の第２の視点は、造影剤を注入された被検査部位に関する時系列な複数の画像を記憶する記憶ユニットと、前記複数の画像に基づいて、前記動脈の濃度変化カーブに対する、前記被検査部位の濃度変化カーブの遅延時間を算出する遅延時間算出ユニットと、前記遅延時間の分布を表すマップ像を作成するマップ作成ユニットと、を具備することを特徴とする画像処理装置である。
【発明の効果】
【０００９】
以上本発明によれば、ＣＴパフュージョンにおいて血流遅延情報を検出し、これを視覚化可能な情報として提示することで、血流の遅延により発症している患部を容易に特定せしめるＸ線コンピュータ断層撮影装置等を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１１】
以下、図面を参照して本発明による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Ｘ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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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フレームに搭載したいわゆる多管球型のＸ線コンピュータ断層撮影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線コンピュータ断層撮影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。
【００１５】
図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１のブロック構成図を示している。同図に示すように、本Ｘ線ＣＴ装置１は、架台２、情報処理部３から構成される。架台２は、被検体Ｐに関する投影データを収集するために構成されたものであり、スリップリング１１、架台駆動部１２、Ｘ線管球１３、Ｘ線検出器１５、回転フレーム１６、データ収集部１７、非接触データ電送装置１８を具備している。情報処理部３は、架台２におけるデータ収集動作の制御、及び架台２において収集されたデータに所定の処理を施すことで、Ｘ線ＣＴ画像及びこれを用いた各種臨床情報を生成するものであり、高電圧発生装置１９、前処理部２０、メモリ部２１、再構成部２３、画像処理部２４、記憶部２５、制御部２７、表示部２９、入力部３１、血流情報測定部３３、遅延時間算出部３５、マップ生成部３７、送受信部４０を具備している。
【００１６】
架台駆動部１２は、回転フレーム１６を回転駆動する。この回転駆動により、Ｘ線管球１３とＸ線検出器１５とが対向しながら、被検体Ｐの体軸を中心に螺旋状に回転することになる。
【００１７】
Ｘ線管球１３は、Ｘ線を発生する真空管であり、回転フレーム１６に設けられている。当該Ｘ線管球１３には、Ｘ線の曝射に必要な電力（管電流、管電圧）が高電圧発生装置１９からスリップリング１１を介して供給される。Ｘ線管球１３は、供給された高電圧により電子を加速させターゲットに衝突させることで、有効視野領域ＦＯＶ内に載置された被検体に対してＸ線を曝射する。
【００１８】
Ｘ線検出器１５は、被検体を透過したＸ線を検出する検出器システムであり、Ｘ線管球１３に対向する向きで回転フレーム１６に取り付けられている。当該Ｘ線検出器１５は、シングルスライスタイプ又はマルチスライスタイプの検出器であり、シンチレータとフォトダイオードとの組み合わせで構成される複数の検出素子が、それぞれのタイプに応じて一次元的又は二次元的に配列されている。
【００１９】
回転フレーム１６は、Ｚ軸を中心として回転駆動されるリングであり、Ｘ線管球１３とＸ線検出器１５とを搭載している。この回転フレーム１６の中央部分は開口されており、この開口部に、寝台（図示せず）上に載置された被検体Ｐが挿入される。
【００２０】
データ収集装置１７は、一般的にＤＡＳ(Data Acquisition System) と呼ばれ、検出器１５からチャンネルごとに出力される信号を電圧信号に変換し、増幅し、さらにディジタル信号に変換する。このデータ（生データ）は、非接触データ伝送装置１８を介して情報処理装置３に取り込まれる。
【００２１】
高電圧発生装置１９は、スリップリング１１を介して、Ｘ線の曝射に必要な電力をＸ線管球１３に供給する装置であり、高電圧変圧器、フィラメント加熱変換器、整流器、高電圧切替器等から成る。
【００２２】
前処理部２０は、非接触データ伝送装置１８を介してデータ収集装置１７から生データを受け取り、感度補正やＸ線強度補正を実行する。各種補正を受けた３６０度分の生データは、記憶部２５に一旦記憶される。なお、当該前処理部２０によって前処理が施された生データは、「投影データ」と呼ばれる。
【００２３】
再構成部２３は、複数種類の再構成法を装備し、操作者から選択された再構成法により画像データを再構成する。複数種類の再構成法には、例えば、ファンビーム再構成法（ファンビーム・コンボリューション・バックプロジェクション法ともいう）、再構成面に対して投影レイが斜めに交差する場合の再構成法として、コーン角が小さいことを前提として畳み込みの際にはファン投影ビームとみなして処理し、逆投影はスキャンの際のレイに沿って処理する近似的画像再構成法としてのフェルドカンプ法、フェルドカンプ法よりもコーン角エラーを抑える方法として再構成面に対するレイの角度に応じて投影データを補正するコーンビーム再構成法等が含まれる。
【００２４】
画像処理部２４は、再構成部２３により生成された再構成画像データに対して、ウィンドウ変換、ＲＧＢ処理等の表示のための画像処理を行い、表示部２９に出力する。また、画像処理部２４は、オペレータの指示に基づき、任意断面の断層像、任意方向からの投影像、３次元表面画像等のいわゆる疑似３次元画像の生成を行い、表示部２９に出力する。
【００２５】
記憶部２５は、生データ、投影データ、スキャノグラムデータ、断層像データ等の画像データや、検査計画のためのプログラム等を記憶する。また、記憶部２５は、後述する血流情報測定処理、遅延時間算出処理、ディレイマップ作成処理等を実行するための専用プログラムを記憶する。
【００２６】
制御部２７は、スキャン処理、信号処理、画像生成処理、画像表示処理等において、本Ｘ線ＣＴ装置１の統括的な制御を行う。例えば、制御部２７は、スキャン処理においては、予め入力されたスライス厚等のスキャン条件をメモリ部２１に格納し、患者ＩＤ等によって自動的に選択されたスキャン条件（あるいは、マニュアルモードにおいて、入力部３１から直接設定されたスキャン条件）に基づいて、高電圧発生装置１９、寝台駆動部１２、及び寝台天板ａの体軸方向への送り量、送り速度、Ｘ線管球１３及びＸ線検出器１５の回転速度、回転ピッチ、及びＸ線の曝射タイミング等を制御し、被検体の所望の撮影領域に対して多方向からＸ線コーンビーム又はＸ線ファンビームを曝射させ、Ｘ線ＣＴ画像のデータ収集（スキャン）処理を行う。
【００２７】
表示部２９は、画像処理部２４から入力したコンピュータ断層画像、スキャノグラム像、血流情報（ＣＢＰ、ＣＢＶ、ＭＴＴ、後述するディレイマップ）等のＣＴ画像を表示する出力装置である。なお、本実施形態においては、ＣＴ画像を、「Ｘ線コンピュータ断層装置によって取得された撮影領域内の各ＣＴ値に基づいて生成された画像」と定義する。ここで、ＣＴ値とは、物質のＸ線吸収係数を、基準物質（例えば、水）からの相対値として表したものである。また、表示部２９は、図示していない計画補助システムによって実現されるスキャン計画画面等を表示する。
【００２８】
入力部３１は、キーボードや各種スイッチ、マウス等を備え、オペレータを介してスライス厚やスライス数等の各種スキャン条件を入力可能な装置である。
【００２９】
血流情報測定部３３は、ＣＢＰスタディに代表される血流情報測定処理を実行する。この血流情報測定処理については、後で詳しく説明する。
【００３０】
遅延時間算出部３５は、血流情報測定部３３において生成された血流情報に基づいて、動脈に相当する画素の時系列変化カーブ（動脈カーブ）と被検査部位に相当する画素の時系列変化カーブ（被検査部カーブ）とから両者の伝達関数を算出する。また、遅延時間算出部３５は、動脈カーブに対する算出された伝達関数から被検査部カーブの遅延時間を算出する。これら伝達関数、遅延時間の算出処理については、後で詳しく説明する。
【００３１】
マップ生成部３７は、算出された遅延時間に基づいて、動脈と被検査部位との間の時間軸方向のずれ（ディレイ）を視覚化したディレイマップを生成する。このディレイマップの生成についても、後で詳しく説明する。
【００３２】
送受信部４０は、ネットワークＮを介して、他の装置と画像データ、患者情報等を送受信する。特に、送受信部４０は、ネットワークＮに接続されたＲＩＳ（Radiology Information System）から、当該被検体の撮影に関する情報（患者情報、診断部位等）を受信する。
【００３３】
（血流情報測定処理）
次に、ＣＢＰスタディを例とする血流情報測定処理について説明する。ＣＢＰスタディでは、脳組織内の“毛細血管を通過する血流”の動態を定量的に表すＣＢＰ、ＣＢＶ、ＭＴＴ、Ｅｒｒのインデックスを求め、またこれらインデックスのマップを出力する。なお、各インデックスの定義は、次のようである。
【００３４】
ＣＢＰ：脳組織の毛細血管内の単位体積及び単位時間あたりの血流量［ml/１００ml/miｎ］  
ＣＢＶ：脳組織内の単位体積あたりの血液量［ml/１００ml］  
ＭＴＴ：毛細血管の血液平均通過時間［秒］  
Ｅｒｒ：解析モデルからの実測値のずれ残差の指標。この指標の多少により、脳動脈の支配組織と非支配組織との識別等の解析が可能となる。
【００３５】
ＣＢＰスタディでは、トレーサーとして脳血管透過性を持たない造影剤、たとえばヨード造影剤が使用される。ヨード造影剤は例えばインジェクターにより肘静脈から注入される。インジェクターにより静注されたヨード造影剤は、心臓、肺を経由して、脳動脈から流れ込む。そして、脳動脈から、脳組織内の毛細血管を経て、脳静脈へと流れ出ていく。このとき、脳血管透過性を持たない造影剤、たとえばヨード造影剤は正常な脳組織内の毛細血管では造影剤は血管外へ漏れ出ることなく通過する。
【００３６】
血流情報測定部３３は、造影剤の通過の様子をダイナミックＣＴで連続的に取得して、その連続画像から、脳動脈上の画素の時間濃度曲線Ca(t)、毛細血管を含む脳組織上の画素の時間濃度曲線Ci(t)、脳静脈上の画素の時間濃度曲線Csss(t)をそれぞれ測定する。なお、ＣＢＰスタディでは、造影剤の血中濃度について脳組織に近い脳血管の血中濃度の時間曲線Ca(t)と、毛細血管の血中濃度の時間曲線Ci(t)との間で成り立つ理想的な関係を解析モデルとしており、つまり脳組織に入る直前の血管から造影剤を注入した場合、毛細血管を含む脳組織単位体積（１画素）内の時間濃度曲線は立ち上がりが垂直で、若干の勾配を持って立ち下がる形になる。伝達関数は、矩形関数で近似することができる（ｂｏｘ−ＭＴＦ法：box-Modulation Transfer Function method）。また、脳動脈血中時間濃度曲線Ca(t)を入力関数、脳組織の時間濃度曲線Ci(t)を出力関数として、毛細血管を通過する過程の特徴を、後述する（式１）を解いて得られる伝達関数として求めることができる。
【００３７】
（遅延時間算出処理）
次に、遅延時間算出部３５において実行される遅延時間算出処理について説明する。本実施形態では、ＣＢＰスタディにおいて取得される動脈カーブCa(t)と各被検査部カーブCi(t)と両者間の伝達関数h(t)には（式１）に示す関係があると仮定する。
【数１】
2007144139.tif 000003
【００３８】
さらに、入力される画像は離散時間でサンプリングされているため、（式１）をサンプリング時間Δｔで離散化すると、（式２）の通りとなる。
【数２】
2007144139.tif 000004
【００３９】
（式２）は伝達関数hに関する連立方程式であるため、この方程式を解くことで伝達関数をｈを同定することが可能であるが、臨床的な問題により、必ずしも動脈カーブCa(t)が各被検査部カーブCi(t)よりも先に造影されるとは限らない。
【００４０】
そこで、（式２）の動脈行列Mcをblock-circulant型であると仮定し、動脈カーブCa(t)と各被検査部カーブCi(t)の時間軸方向の位置ずれをモデル化すると、（式３）の通りとなる。
【数３】
2007144139.tif 000005
【００４１】
次に、（式３）の連立方程式を解くことで、伝達関数h(t)を同定する。連立方程式の解法には、様々な手法があるが、現実問題の連立方程式を解く際に一般的に使用される特異値分解法（SVD法）を使用した場合、例えば図２Ａ（被検査カーブが動脈カーブよりも遅れている例）、図２Ｂ（被検査カーブが動脈カーブよりも進んでいる例）に示す形状の伝達関数が算出される。図２Ａに示す例の場合、伝達関数のピークを与える時刻が動脈カーブCa(t)と各被検査部カーブCi(t)の時間軸方向のずれとなるため、このずれを動脈カーブの立ち上がり時刻を基準とする各被検査画素の遅延時間とすることができる。
【００４２】
以下に伝達関数ｈのピークを与える時刻、すなわち遅延時間を算出する方法を示す。block-circulant型SVD法にて解析した伝達関数h(n)は、伝達関数の始点（0, h(0)）と終点（N-1, h(N-1)）が連続し、伝達関数が循環しているものとしてモデル化している。このため、図２Ｂに示すように動脈よりも被検査領域に造影剤が早く到達する場合には、本来、時間軸負の方向に存在する伝達関数のピークは、終点側（n=N-1）に回りこむ。よって、この終点側に回りこんだデータを時間軸負の方向へ戻す。臨床上、考え得る動脈と被検査領域の造影剤到達時刻のずれを最大10秒とし、終点側の10秒分のデータM個を下に示す式４のとおり時間軸負の方向へ移動する。
【数４】
2007144139.tif 000006
【００４３】
次に伝達関数ｈ（n）（n=-M, -M+1, ・・・,-1,0,1・・・N−M−１）の最大値を与える時刻n=n_maxを算出し、その前後２点を含む３点（n_max-1,  h(n_max-1)）、（n_max,  h(n_max)）、（n_max+1,  h(n_max+1)）を2次関数で補間し、補間したカーブの極大値を与える時刻を遅延時間とする。
【００４４】
このように、被検査画像全体を同一の動脈カーブを用いて解析することで、動脈への造影剤到達時刻を0とした場合の相対的な各画素の血流到達の遅延時間を算出することが可能である。さらに、各画素に対する遅延時間を画素値とする画像を生成することで、マップとして表示することが可能となる。
【００４５】
以上、本実施形態に係る遅延時間算出処理について述べたが、上記内容に拘泥されず種々変形可能である。例えば、本実施の形態においては、伝達関数同定方法にblock-circulant型SVD法を使用した場合の遅延時間算出方法について示した。しかしながら、伝達関数同定方法は、block-circulant型SVD法に限らない。また、伝達関数同定法を使用せずとも、動脈カーブの立ち上がり時刻と被検査部位カーブの立ち上がり時間の差分から遅延時間を算出しても良い。
【００４６】
また、上記例では、動脈よりも被検査領域に造影剤が早く到達する場合には、式（４）に従って終点側に回り込んだデータを時間軸負方向に移動させた。しかしながら、これに拘泥されず、例えば、動脈よりも被検査領域に造影剤が早く到達し負の遅延時間が得られた位置（画素）については、ディレイマップを積極的に生成しないことを趣旨として、その遅延時間（又は画素値）を０とする、或いは負の遅延時間であったことを示す所定の色彩を割り当てるようにしてもよい。
【００４７】
さらに、遅延時間の画像は２次元に限らず、入力時系列画像が３次元の場合、遅延時間の画像を３次元で表示する構造としても良い。係る場合には、血流情報測定処理、遅延時間算出処理はボクセル毎に実行されることになる。
【００４８】
（遅延時間を反映したディレイマップ生成処理）
次に、遅延時間を反映したディレイマップ生成処理について説明する。この処理は、ディレイが発生した画素（例えば、算出された遅延時間が所定の閾値を超えた画素）については、当該画素にディレイが発生していない画素（例えば、算出された遅延時間が所定の閾値を超えていない画素）と異なる色彩を割り当てた血流量マップを作成することで、ディレイマップを生成する。
【００４９】
図３Ａは、血流情報測定処理によって得られる血流量マップの一例を示している。また、図４は、図３Ａの血流量マップに対応するディレイマップの一例を示している。図３Ａと図４とを比較すれば解るように、ディレイマップにおいては、遅延時間が発生している部位については、異なる色が割り当てられている。従って、観察者は、ディレイマップを観察することにより、どの部分が周囲よりも血液流入が遅れているかを視覚的に容易に把握することができる。また、遅延時間に応じて異なる色彩を割り当てることで、色彩によって遅延時間を把握することも可能である。
【００５０】
なお、このディレイマップは、血流量マップと同時に表示、又は血流量マップと選択的に表示することができる。さらに、例えば図５に示すように、ディレイマップＣとCTA（Computed Tomographic Angiography）との融合画像を表示するようにしてもよい。特に融合画像として表示すれば、ディレイの発生原因となりうる被検査部位の上流動脈を視覚的に認識することができる。いずれの表示形態においても、ディレイマップがいずれの血流量マップに対応する情報であるか、判断可能に表示されることが好ましい。
【００５１】
（動作）
次に、本Ｘ線ＣＴ装置１のＣＴパフュージョン実行時における動作について説明する。本実施形態では、説明を具体的にするため、脳内の所定領域を被検査部位としてＣＢＰ、及びこれに対応するディレイマップを生成する場合を例とする。しかしながら、これに拘泥されず、ＣＢＰ以外の血流情報を採用してもよく、また、被検査部位は、脳内領域以外であってもよい。
【００５２】
図６は、ＣＴパフュージョンにおいて本Ｘ線ＣＴ装置１が実行する処理の流れを示したフローチャートである。同図に示すように、まず、トレーサーとして脳血管透過性を持たない造影剤、例えばヨード造影剤が、例えばインジェクターにより肘静脈から注入される（ステップＳ１）。インジェクターにより静注されたヨード造影剤は、心臓、肺を経由して、脳動脈から流れ込む。そして、脳動脈から、脳組織内の毛細血管を経て、脳静脈へと流れ出ていく。このとき、ヨード造影剤は、正常な脳組織内の毛細血管では、造影剤は血管外へ漏れ出ることなく通過（流入）する。一方、正常でない脳組織内の毛細血管では、造影剤は血管外へ漏れ出す。また、流入経路において血管狭窄等が存在する領域では、ヨード造影剤は、流入経路に狭窄が存在しない領域に比して遅れて通過することになる。
【００５３】
次に、制御部２７は、ダイナミックＣＴを実行することで、被検体に注入された造影剤の通過の様子を映像化するためのデータを収集し、所定の処理を施して連続画像を生成する（ステップＳ２）。血流情報測定部３３は、生成された連続画像を用いてＣＢＰスタディを実行することで、少なくとも脳動脈の画素の時間濃度曲線Ca(t)、毛細血管を含む脳組織の画素の時間濃度曲線Ci(t)をそれぞれ測定する（ステップＳ３）。
【００５４】
次に、遅延時間算出部３５は、測定された脳動脈の画素の時間濃度曲線Ca(t)、毛細血管を含む脳組織の画素の時間濃度曲線Ci(t)を用いて、伝達関数h(t)を算出し、この伝達関数h(t)のピークを与える時刻に基づいて、動脈カーブの立ち上がり時刻を基準とする被検査部位の画素毎の遅延時間を算出する（ステップＳ４）。
【００５５】
次に、制御部２７は、算出された遅延時間が所定の閾値を超えるか否かを判定し（ステップＳ５）、当該閾値を超えないと判定した場合には、マップ生成部３７は、通常の血流情報マップ（今の場合、ＣＢＰ）を生成する（ステップＳ６）。一方、制御部２７が所定の閾値を超えないと判定した場合には、マップ生成部３７は、遅延時間が発生した画素に、遅延時間に応じた色彩を割り当てることで、ディレイマップを生成する（ステップＳ６′）。なお、ステップＳ５において基準とされる閾値は、初期条件又はマニュアル操作によって自動的に設定されるが、入力部３１からの所定の操作により、任意の値に変更することも可能である。
【００５６】
次に、表示部２９は、生成された血流情報マップ（ＣＢＰ、ディレイマップ）を所定の形態にて表示する（ステップＳ７）。
【００５７】
以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
【００５８】
本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置によれば、脳動脈の画素の時間濃度曲線Ca(t)、毛細血管を含む脳組織の画素の時間濃度曲線Ci(t)の双方を用いて伝達関数h(t)を算出し、これに基づいて、動脈カーブの立ち上がり時刻を基準とする被検査部位の画素毎の遅延時間を算出する。また、算出された遅延時間に基づいて、遅延時間が発生した画素について、遅延時間が発生していない画素とは異なる色彩を割り当てることで、血液流入状況の時間差が視覚されたカラーマップを作成し、所定の形態で提示する。従って、医師等の観察者は、提示されたカラーマップを観察することで、被検査部位及びその近傍において血流の遅延により発症している患部を容易に特定することができる。
【００５９】
また、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置によれば、算出された遅延時間に応じた色彩を各画素に割り当てることができる。従って、医師等の観察者は、色彩によって遅延時間を直観的に把握可能なディレイマップを提供することができる。
【００６０】
また、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置によれば、脳動脈の画素の時間濃度曲線Ca(t)、毛細血管を含む脳組織の画素の時間濃度曲線Ci(t)の双方を用いて伝達関数h(t)の同定において、例えばblock-circulant型SVD法を用いている。この手法により、この伝達関数h(t)のピークを与える時刻に基づいて、動脈カーブの立ち上がり時刻を基準とする被検査部位の画素毎の遅延時間を比較的容易に算出することができる。
【００６１】
なお、本発明は上記実施形態そのまま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構成要素を変形して具体化できる。
【００６２】
例えば、本実施形態において説明した血流情報測定処理、遅延時間算出処理、遅延時間を反映したディレイマップ生成処理のそれぞれは、予め収集された、造影剤を注入された被検査部位に関する時系列な複数の画像を用いることで、画像処理装置においても実行することができる。また、各処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することも可能である。
【００６３】
また、、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上本発明によれば、ＣＴパフュージョンにおいて血流遅延情報を検出し、これを視覚化可能な情報として提示することで、血流の遅延により発症している患部を容易に特定せしめるＸ線コンピュータ断層撮影装置等を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１のブロック構成図を示している。
【図２Ａ】図２Ａは、block-circulant型SVD法を用いた場合の伝達関数の例を示した図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、block-circulant型SVD法を用いた場合の伝達関数の例を示した図である。
【図３Ａ】図３は、血流情報測定処理によって得られる血流量マップの一例を示している。
【図３Ｂ】図３Ｂは、血流情報測定処理によって得られる血流量マップの一例を示している。
【図３Ｃ】図３は、血流情報測定処理によって得られる血流量マップの一例を示している。
【図４】図４は、図３Ａの血流量マップに対応するディレイマップの一例を示している。
【図５】図５は、ディレイマップとComputed Tomographic Angiographyとの融合画像をを示している。
【図６】図６は、ＣＴパフュージョンにおいて本Ｘ線ＣＴ装置１が実行する処理の流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１…Ｘ線ＣＴ装置、２…架台、３…情報処理部、１１…スリップリング、１２…架台駆動部、１３…Ｘ線管球、１５…Ｘ線検出器、１６…回転フレーム、１７…データ収集部、１８…非接触データ電送装置、１８…高電圧発生装置、２０…前処理部、２１…メモリ部、２３…再構成部、２５…記憶部、２７…制御部、２９…表示部、３１…入力部、３３…血流情報測定、３５…遅延時間算出部、３７…マップ生成部、４０…送受信部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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