(57)【要約】【課題】不整脈発生時の心拍同期ＣＴ撮影にて収集された投影データを有効活用する【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置１００は、生体信号に基づいて被検体の心拍周期を計測し、この心拍周期に対して拡張期を設定する収縮期／拡張期設定部５３と、前記生体信号に同期した照射トリガパルスを照射制御信号として生成する照射制御部２１と、前記照射トリガパルスに従って前記被検体に対しＸ線を照射するＸ線発生部２２と、前記被検体を透過したＸ線を検出して投影データを生成する投影データ生成部２３と、前記照射トリガパルスの発生期間に基づく投影データ収集期間が前記拡張期の所定心拍期間に含まれているか否かを判定する収集期間判定部６と、前記心拍期間に含まれた投影データ収集期間の照射トリガパルスによって生成される投影データを再構成処理して画像データを生成する画像データ生成部３とを備える。【選択図】  図１
2012217541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の生体信号に同期させてＸ線照射を行なう心拍同期ＣＴ撮影によって収集した投影データに基づいて画像データを生成するＸ線ＣＴ装置において、
前記生体信号に基づいて前記被検体の心拍周期を計測し、この心拍周期に対して拡張期を設定する収縮期／拡張期設定手段と、
前記生体信号に同期した照射トリガパルスを照射制御信号として生成する照射制御手段と、
前記照射トリガパルスに従って前記被検体に対しＸ線を照射するＸ線発生手段と、
前記被検体を透過したＸ線を検出して投影データを生成する投影データ生成手段と、
前記照射トリガパルスの発生期間に基づく投影データ収集期間が前記拡張期の所定心拍期間に含まれているか否かを判定する収集期間判定手段と、
前記心拍期間に含まれた投影データ収集期間の照射トリガパルスによって生成される投影データを再構成処理して画像データを生成する画像データ生成手段とを
備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記被検体の心電波形を計測する心電波形計測ユニットを備え、前記照射制御手段は、前記心電波形のＲ波に同期した前記照射トリガパルスを生成することを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記被検体に対して予め計測された生体信号に基づいて前記心拍同期ＣＴ撮影の撮影条件を設定する撮影条件設定手段を備え、前記照射制御手段は、前記撮影条件に基づいて前記照射トリガパルスを生成することを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記被検体の心電波形を計測する心電波形計測ユニットを備え、前記撮影条件設定手段は、前記心電波形を用いて予め計測された前記被検体の平均心拍周期に基づいて前記撮影条件を設定することを特徴とする請求項３記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記撮影条件設定手段は、前記平均心拍周期の所定心拍期間に対し前記投影データ収集期間を設定するための撮影条件を設定することを特徴とする請求項４記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記収縮期／拡張期設定手段は、前記心拍周期の拡張期に対して拡張前期、拡張中期及び拡張後期を設定し、前記収集期間判定手段は、前記投影データ収集期間が前記所定心拍期間としての前記拡張中期に含まれているか否かを判定することを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
被検体の生体信号に同期させてＸ線照射を行なう心拍同期ＣＴ撮影によって収集した投影データに基づいて画像データを生成するＸ線ＣＴ装置に対し、
前記生体信号に基づいて前記被検体の心拍周期を計測し、この心拍周期に対して拡張期を設定する収縮期／拡張期設定機能と、
前記生体信号に同期した照射トリガパルスを照射制御信号として生成する照射制御機能と、
前記照射トリガパルスに従って前記被検体に対しＸ線を照射するＸ線発生機能と、
前記被検体を透過したＸ線を検出して投影データを生成する投影データ生成機能と、
前記照射トリガパルスの発生期間に基づく投影データ収集期間が前記拡張期の所定心拍期間に含まれているか否かを判定する収集期間判定機能と、
前記心拍期間に含まれた投影データ収集期間の照射トリガパルスによって生成される投影データを再構成処理して画像データを生成する画像データ生成機能を
実行させることを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、心拍同期ＣＴ撮影によって収集された投影データに基づいて画像データの生成を行なうＸ線ＣＴ装置及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ撮影では、近年、Ｘ線検出器や演算処理部の高速化及び高性能化により画像データのリアルタイム表示が可能となり、又、ヘリカルスキャン方式やマルチスライススキャン方式等の開発により複数のスライス断面における画像データを短時間で収集することが可能となった。特に、上述のスキャン方式を適用することによりスライス方向（被検体の体軸方向）の広範囲な領域における画像データの収集に要する時間が飛躍的に短縮され、検査効率が大幅に向上した。
【０００３】
一方、心臓等の拍動性移動の大きな臓器に対するＣＴ撮影では、臓器の動きに起因した画質劣化を防止するために、連続した複数の心拍周期において収集した所定心拍時相の投影データを再構成処理して画像データを生成する、所謂、心拍同期ＣＴ撮影が行なわれてきた。この心拍同期ＣＴ撮影では、通常、撮影中の被検体から収集される心電波形の中で最も特異的なＲ波を検出し、このＲ波から所定時間遅延したタイミングにおいてＸ線照射を行なうことにより所望の心拍時相（例えば、拍動性移動が最小となる心拍時相）における投影データの収集が行なわれる。
【０００４】
このとき、被検体に対する被曝量を低減するために、再構成処理に必要な投影データが収集されるタイミングにおいてのみ被検体に対するＸ線照射を行なう方法も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−５１２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の心拍同期ＣＴ撮影により、拍動性移動の大きな臓器に対しても位置ズレの少ない良質な画像データの収集が可能となった。このような心拍同期ＣＴ撮影を行なう場合、Ｘ線照射タイミングを決定するＲ波からの遅延時間は、当該被検体において予め計測された心拍数や心電波形の平均心拍周期等によって決定される。
【０００７】
このため、不整脈の発生により心電波形のＲ波から所望心拍時相までの遅延時間が変化する被検体に対して心拍同期ＣＴ撮影を適用した場合には、所望心拍時相における投影データの収集が不可能となる撮影範囲が生じ、このような撮影範囲に対しては撮影をやり直す必要があった。このため、被検体に対する被曝量が増大し検査効率が低下するという問題点を有していた。
【０００８】
本開示は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、不等間隔の心拍周期を有する被検体から収集された投影データの収集期間と心拍周期とを比較し、前記心拍周期の所定期間にて収集された投影データを有効活用することにより心拍同期ＣＴ撮影における被曝量を低減することが可能なＸ線ＣＴ装置及び制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本開示のＸ線ＣＴ装置は、被検体の生体信号に同期させてＸ線照射を行なう心拍同期ＣＴ撮影によって収集した投影データに基づいて画像データを生成するＸ線ＣＴ装置において、前記生体信号に基づいて前記被検体の心拍周期を計測し、この心拍周期に対して拡張期を設定する収縮期／拡張期設定手段と、前記生体信号に同期した照射トリガパルスを照射制御信号として生成する照射制御手段と、前記照射トリガパルスに従って前記被検体に対しＸ線を照射するＸ線発生手段と、前記被検体を透過したＸ線を検出して投影データを生成する投影データ生成手段と、前記照射トリガパルスの発生期間に基づく投影データ収集期間が前記拡張期の所定心拍期間に含まれているか否かを判定する収集期間判定手段と、前記心拍期間に含まれた投影データ収集期間の照射トリガパルスによって生成される投影データを再構成処理して画像データを生成する画像データ生成手段とを備えたことを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態におけるＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態の心拍同期ＣＴ撮影におけるＸ線照射タイミングを示すタイムチャート。
【図３】本実施形態の心拍同期ＣＴ撮影において心拍単位で設定される撮影範囲を示す図。
【図４】本実施形態のＸ線ＣＴ装置が備えるＸ線撮影部の具体的な構成を示すブロック図。
【図５】本実施形態における投影データ収集期間が心拍周期の拡張中期に含まれている場合を示す図。
【図６】本実施形態における投影データ収集期間が心拍周期の拡張中期に含まれていない場合を示す図。
【図７】本実施形態における画像データの生成手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。
【００１２】
本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置では、被検体から収集した心電波形のＲ波に基づいてＸ線照射の基準信号を生成し、この基準信号に基づいた心拍同期ＣＴ撮影により拍動性移動の影響が少ない拡張中期の投影データを、撮影範囲を順次更新しながら生成する。一方、前記基準信号に基づいて心拍周期における収縮期、拡張前期、拡張中期及び拡張後期を設定し、上述の投影データが収集された期間が拡張中期に含まれているか否かを判定する。そして、不整脈等の発生により、投影データ収集期間が拡張中期に含まれていない撮影範囲に対しては心拍同期ＣＴ撮影を再度行ない、拡張中期にて収集された所定撮影範囲の投影データを用いて画像データを生成する。
【００１３】
尚、以下の説明では、Ｘ線検出素子が２次元配列されているＸ線検出器を用いたマルチスライススキャン方式のＸ線ＣＴ撮影により、体軸方向に所定間隔で設定された複数スライス断面における画像データを収集する場合について述べるが、ヘリカルスキャン方式やシングルスライススキャン方式のＸ線ＣＴ撮影であっても構わない。
【００１４】
又、心電波形のＲ波間隔によって決定される心拍周期を収縮期、拡張前期、拡張中期及び拡張後期に区分し、拡張中期において収集された投影データを用いることにより拍動性移動の影響が少ない良質な画像データを生成する場合について述べるが、心拍周期の区分方法や投影データの収集期間は上述に限定されない。
【００１５】
本開示の実施形態におけるＸ線ＣＴ装置の構成と機能につき図１乃至図６を用いて説明する。尚、図１は、本実施形態におけるＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図であり、図４は、このＸ線ＣＴ装置が備えるＸ線撮影部の具体的な構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示すＸ線ＣＴ装置１００は、被検体３０の心電波形に同期したＸ線ＣＴ撮影により、体軸方向に所定間隔で設定された複数スライス断面における投影データを収集するＸ線撮影部２と、得られた投影データをスライス断面単位で再構成処理して複数の画像データを生成する画像データ生成部３と、生成された画像データを表示する表示部４と、上述の心電波形に基づいて被検体３０の心拍周期に対し収縮期及び拡張期を設定する心電波形解析部５と、心電波形解析部５において設定された心拍周期の拡張期とこの心拍周期における投影データの収集期間とを比較することにより、投影データの収集期間が拡張期の所定期間に含まれているか否かを判定する収集期間判定部６と、心電波形解析部５によって予め計測された被検体３０の平均心拍周期に基づいて当該心拍同期ＣＴ撮影の撮影条件（例えば、架台回転角速度や照射時間間隔等）を設定する撮影条件設定部７を備え、更に、被検体情報の入力、投影データ生成条件の設定、画像データ生成条件の設定、各種指示信号の入力等を行なう入力部８と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部９と、被検体３０の心電波形を計測する心電波形計測ユニット１０を備えている。
【００１７】
次に、本実施形態が適用される心拍同期ＣＴ撮影につき図２乃至図３を用いて説明する。図２は、上述の心拍同期ＣＴ撮影におけるＸ線照射タイミングを説明するためのタイムチャートであり、図２（ａ）は、心電波形計測ユニット１０によって計測される被検体３０の心電波形Ｅｃ、図２（ｂ）は、心電波形ＥｃのＲ波に基づいて生成されるＸ線照射の基準信号Ｐｒを夫々示している。又、図２（ｃ）及び図２（ｄ）は、基準信号Ｐｒから所定時間τｘだけ遅延した時刻ｔａを基準として被検体３０に対し照射時間Ｔ２のＸ線照射を照射時間間隔Ｔ１でＭ回行なうための照射トリガパルスＰ１乃至ＰＭを示している。
【００１８】
尚、図２（ａ）に示した心電波形Ｅｃの心拍周期Ｔ０は、通常、Ｒ波の発生時刻ｔ１に後続する期間［ｔ１−ｔ２］の収縮期Ｔｓ、期間［ｔ２−ｔ３］の拡張前期Ｔｄ１、期間［ｔ３−ｔ４］の拡張中期Ｔｄ２及び期間［ｔ４−ｔ５］の拡張後期Ｔｄ３に区分され、照射トリガパルスＰ１乃至ＰＭが設定される期間（投影データ収集期間）Ｔｘが心拍周期Ｔ０の中で拍動性移動が最も小さい拡張中期Ｔｄ２に含まれるように遅延時間τｘの設定が行なわれる。
【００１９】
一方、図３は、Ｘ線撮影部２に備えられた後述のＸ線管２２１及びＸ線検出器２３１を被検体３０の周囲で高速回転させながら行なわれる心拍同期ＣＴ撮影の撮影範囲を示しており、例えば、心電波形のＲ波に基づく最初の心拍周期の拡張中期Ｔｄ２において生成される照射トリガパルスＰ１乃至ＰＭにより撮影範囲Ｒ１のθ１１乃至θ１Ｍに対するＸ線照射が行なわれ、第２の心拍周期の拡張中期Ｔｄ２において生成される照射トリガパルスＰ１乃至ＰＭにより撮影範囲Ｒ２のθ２１乃至θ２Ｍに対するＸ線照射が行なわれる。以下、同様の手順を繰り返すことにより、被検体３０に対して３６０度あるいは１８０度＋ファン角度（Δφ）の投影データが収集されるまで撮影範囲Ｒ３、Ｒ４・・・に対するＸ線照射が行なわれる。
【００２０】
次に、被検体３０の診断対象領域に対するＣＴ撮影により投影データを収集するＸ線撮影部２の具体的な構成につき図４を用いて説明する。
【００２１】
Ｘ線撮影部２は、図４に示すように、被検体３０に対するＸ線照射の照射強度及び照射タイミングを制御する照射制御部２１と、照射制御部２１から供給される照射制御信号に基づいて被検体３０に対しＸ線を照射するＸ線発生部２２と、被検体３０を透過したＸ線を検出して投影データを生成する投影データ生成部２３と、Ｘ線発生部２２及び投影データ生成部２３を搭載して被検体３０の周囲で高速回転する回転架台部２７と、被検体３０を載置し体軸方向（ｚ方向：スライス方向）へ移動することによりその中心部を回転架台部２７の撮影野に配置する天板２９と、天板２９の移動や回転架台部２７の高速回転を行なう移動機構部２４を備えている。
【００２２】
照射制御部２１は、予め設定されたＸ線照射条件（例えば、Ｘ線管２２１の管電圧、管電流、照射時間Ｔ２）、撮影条件設定部７からシステム制御部９を介して供給される当該心拍同期ＣＴ撮影の撮影条件（例えば、遅延時間τｘ、回転架台部２７の回転角速度、照射トリガパルス数Ｍあるいは投影データ収集時間Ｔｘ、照射時間間隔Ｔ１）、更には、心電波形解析部５から供給されるＸ線照射の基準信号Ｐｒ（図２の（ｂ）参照）に基づき、例えば、図２（ｃ）あるいは図２（ｄ）の照射トリガパルスを照射制御信号として生成する。そして、この照射制御信号をＸ線発生部２２の高電圧発生器２２２へ供給することによりＸ線管２２１から被検体３０へ照射されるＸ線の照射強度、照射タイミング及び照射時間を制御する。
【００２３】
Ｘ線発生部２２は、被検体３０に対しＸ線を照射するＸ線管２２１と、Ｘ線管２２１の陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生する高電圧発生器２２２と、Ｘ線管２２１から放射されたＸ線の被検体３０に対する照射範囲を制御するＸ線絞り器２２３と、高電圧発生器２２２が発生した高電圧を回転架台部２７に取り付けられたＸ線管２２１へ供給するスリップリング２２４を備えている。
【００２４】
Ｘ線管２２１は、Ｘ線を発生する真空管であり、高電圧発生器２２２から供給された高電圧によって加速した電子をタングステンターゲットに衝突させてＸ線を発生する。Ｘ線絞り器２２３は、Ｘ線管２２１と被検体３０の間に設けられ、Ｘ線管２２１から放射されたＸ線を所定の照射範囲に絞り込む機能と被検体３０に対するＸ線の照射強度分布を設定する機能を有している。例えば、Ｘ線管２２１から放射されたＸ線ビームを予め設定された撮影領域に対応するコーンビーム状あるいはファンビーム状のＸ線ビームに成形する。
【００２５】
投影データ生成部２３は、被検体３０を透過したＸ線を検出するＸ線検出器２３１と、Ｘ線検出器２３１から出力された複数チャンネルの検出信号を所定のチャンネル数に束ねるスイッチ群２３２と、スイッチ群２３２の出力信号に対して電流／電圧変換とＡ／Ｄ変換を行なうデータ収集ユニット（以下では、ＤＡＳ(data acquisition system)ユニットと呼ぶ。）２３３と、ＤＡＳユニット２３３の出力信号に対してパラレル／シリアル変換、電気／光／電気変換及びシリアル／パラレル変換を行なうデータ伝送回路２３４を備えている。
【００２６】
投影データ生成部２３のＸ線検出器２３１は、２次元配列された図示しないＸ線検出素子を備え、このＸ線検出素子の各々は、例えば、Ｘ線を光に変換するシンチレータと光を電気信号に変換するフォトダイオードを有している。そして、これらのＸ線検出素子は、Ｘ線管２２１の焦点を中心とした円弧に沿って回転架台部２７に取り付けられ、被検体３０を透過したＸ線を検出して投影データを生成する。
【００２７】
一方、スイッチ群２３２は、図示しないマルチプレクサを備え、Ｘ線検出器２３１から供給された投影データをＤＡＳユニット２３３へ供給する際、Ｘ線検出素子から出力されたスライス方向（図２のｚ方向）におけるＮ１チャンネルの投影データをＮ２（Ｎ２＜Ｎ１）チャンネルの投影データに「データ束ね」することにより、スライス方向における投影データの収集位置（スライス断面）と収集幅（スライス幅）を決定する。
【００２８】
ＤＡＳユニット２３３は、Ｘ線検出器２３１からスイッチ群２３２を介して供給されたＮ２チャンネルの投影データに対して電流／電圧変換とＡ／Ｄ変換を行なう。データ伝送回路２３４は、図示しないパラレル／シリアル変換器と電気／光／電気変換器とシリアル／パラレル変換器を有し、ＤＡＳユニット２３３から出力されたＮ２チャンネルの投影データは、回転架台部２７に設けられたパラレル／シリアル変換器において時系列的な１チャンネルの投影データに変換され、電気／光／電気変換器による光通信によって固定架台部２８のシリアル／パラレル変換器に供給される。そして、このシリアル／パラレル変換器により時系列的な１チャンネルの投影データはＮ２個のスライス断面に対応したＮ２チャンネルの投影データへ戻され、画像データ生成部３へ供給される。
【００２９】
次に、移動機構部２４は、Ｘ線発生部２２のＸ線管２２１や投影データ生成部２３のＸ線検出器２３１等が取り付けられた回転架台部２７を被検体３０の周囲で高速回転させる架台回転機構部２４１と、被検体３０を載置した天板２９を体軸方向（図４のｚ方向）へ移動させる天板移動機構部２４２と、架台回転機構部２４１及び天板移動機構部２４２を制御する機構制御部２４３を備えている。
【００３０】
そして、機構制御部２４３は、撮影条件設定部７から供給された回転架台部２７の回転角速度θｖ及び入力部８からシステム制御部９を介して供給された撮影開始指示信号に基づいて架台回転制御信号を生成し、この架台回転制御信号を架台回転機構部２４１へ供給することによりＸ線管２２１及びＸ線検出器２３１が取り付けられた回転架台部２７を所定の方向へ角速度θｖで高速回転させる。
【００３１】
又、機構制御部２４３は、入力部８からシステム制御部９を介して供給される天板移動指示信号に基づいて天板移動制御信号を生成し、この天板移動制御信号を天板移動機構部２４２へ供給して天板２９を体軸方向へ移動させることにより、天板２９に載置された被検体３０の診断対象領域を回転架台部２７の中央に形成された撮影野に配置する。
【００３２】
図１へ戻って、画像データ生成部３は、投影データ記憶部３１と再構成処理部３２を備え、撮影範囲Ｒ１のθ１１乃至θ１Ｍに対するＸ線照射、撮影範囲Ｒ２のθ２１乃至θ２Ｍに対するＸ線照射、撮影範囲Ｒ３のθ３１乃至θ３Ｍに対するＸ線照射、・・・によって収集された拡張中期の投影データを再構成処理して画像データを生成する機能を有している。
【００３３】
即ち、画像データ生成部３の投影データ記憶部３１には、第１の心拍周期の拡張中期にて収集された撮影範囲Ｒ１の投影データが撮影範囲識別情報とスライス断面識別情報を付帯情報として保存され、同様にして、第２の心拍周期の拡張中期にて収集された撮影範囲Ｒ２の投影データ、第３の心拍周期の拡張中期にて収集された撮影範囲Ｒ３の投影データ・・・が各々の撮影範囲識別情報及びスライス断面識別情報を付帯情報として保存される。但し、収集期間判定部６により、これら撮影範囲の何れかにおける投影データ収集期間Ｔｘが心拍周期の拡張中期に含まれていないと判定された場合、収集された上述の投影データは破棄され、当該撮影範囲に対する心拍同期ＣＴ撮影が再度行なわれる。
【００３４】
尚、体軸方向に対して複数個のＸ線検出素子を有したＸ線検出器２３１を用いてＮ２個のスライス断面における投影データを同時に収集する本実施形態では、撮影範囲Ｒ１のθ１１乃至θ１Ｍ、撮影範囲Ｒ２のθ２１乃至θ２Ｍ、撮影範囲Ｒ３のθ３１乃至θ３Ｍ、・・・・の各々においてＮ２個のスライス断面に対応するＮ２チャンネルの投影データが収集され、これらの投影データは、上述の識別情報を付帯情報として投影データ記憶部３１に保存される。
【００３５】
一方、画像データ生成部３の再構成処理部３２は、再構成処理を行なう演算処理部と再構成処理に必要な各種の処理プログラムが予め保管されているプログラム保管部（何れも図示せず）を備えている。演算処理部は、システム制御部９から供給される画像データ生成条件を受信し、この画像データ生成条件の再構成方式に対応した処理プログラムをプログラム保管部に保管された各種処理プログラムの中から抽出する。そして、投影データ記憶部３１から読み出した投影データをその付帯情報と上述の処理プログラムに基づいて再構成処理することによりＮ２個のスライス断面に対応したＮ２枚の画像データを生成し、得られたこれらの画像データを表示部４へ供給する。
【００３６】
表示部４は、表示データ生成部４１、変換処理部４２及びモニタ４３を備えている。表示データ生成部４１は、例えば、画像データ生成部３の再構成処理部３２によって生成されたＮ２枚の画像データの全てあるいはその一部を並列配置し、被検体情報や投影データ生成条件等の情報を付加して表示データを生成する。一方、変換処理部４２は、表示データ生成部４１によって生成された表示データに対しＤ／Ａ変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行なってモニタ４３に表示する。
【００３７】
次に、心電波形解析部５は、被検体３０に対して計測された心電波形のＲ波を検出するＲ波検出部５１と、Ｒ波検出部５１によって検出されたＲ波に基づいてＸ線照射の基準信号を生成する基準信号生成部５２と、得られた基準信号に基づいて心拍周期における収縮期及び拡張期を設定する収縮期／拡張期設定部５３を備えている。
【００３８】
Ｒ波検出部５１は、心電波形計測ユニット１０から供給される被検体３０の心電波形と所定の閾値αとを比較することにより心電波形のＲ波を検出し、基準信号生成部５２は、検出されたＲ波を波形整形することによりＸ線照射の基準信号Ｐｒを生成する。
【００３９】
一方、収縮期／拡張期設定部５３は、基準信号Ｐｒの時間間隔に基づいて心拍周期を計測し、更に、心拍周期に対して収縮期，拡張前期、拡張中期及び拡張後期を設定する。この場合、収縮期／拡張期設定部５３は、例えば、心拍周期を４つの等しい期間に分割し、基準信号Ｐｒに後続する最初の期間から順に収縮期，拡張前期、拡張中期、拡張後期として設定してもよいが、他の方法によって収縮期及び拡張期の設定を行なってもよい。
【００４０】
次に、収集期間判定部６は、図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示すように基準信号Ｐｒから遅延時間τｘ後の時刻ｔａを基準として行なわれた照射トリガパルスＰ１乃至ＰＭによるＸ線照射のタイミング情報を照射制御部２１から受信し、更に、心拍周期に対して設定された拡張中期の期間情報を心電波形解析部５の収縮期／拡張期設定部５３から受信する。そして、照射トリガパルスＰ１乃至ＰＭによる投影データの収集期間Ｔｘと拡張中期とを比較することにより、投影データ収集期間Ｔｘが拡張中期に含まれているか否かを判定する。
【００４１】
図５及び図６は、上述の収集期間判定部６において行なわれる投影データ収集期間の判定を説明するための図であり、図５は、Ｘ線撮影部２の照射制御部２１から供給された照射制御信号の照射トリガパルスＰ１乃至ＰＭによる投影データ収集期間Ｔｘが心拍周期Ｔ０ａの拡張中期Ｔｄ２ａに含まれている場合を示している。一方、図６（ａ）は、不整脈等の発生により心拍周期Ｔ０ｂが通常の心拍周期Ｔ０より著しく長くなったために投影データ収集期間Ｔｘが心拍周期Ｔ０ｂの拡張前期Ｔｄ１ｂに含まれた場合を示しており、図６（ｂ）は、心拍周期Ｔ０ｃが通常の心拍周期Ｔ０より著しく短くなったために投影データ収集期間Ｔｘの一部が心拍周期Ｔ０ｃの拡張後期Ｔｄ３ｃに含まれた場合を示している。
【００４２】
収集期間判定部６は、図６のような不整脈等の発生に伴って変動した心拍周期の拡張中期に投影データの収集期間Ｔｘが含まれているか否かを判定し、その判定結果を画像データ生成部３の投影データ記憶部３１及びシステム制御部９へ供給する。
【００４３】
尚、投影データ収集期間Ｔｘが拡張中期に含まれていない場合、収集期間判定部６からその判定結果を受信した投影データ記憶部３１は、このときＸ線撮影部２の投影データ生成部２３から供給される投影データを破棄し、前記判定結果を受信したシステム制御部９は、Ｘ線撮影部２の照射制御部２１を制御して投影データが破棄された撮影範囲に対する心拍同期ＣＴ撮影を再度実行させる。
【００４４】
例えば、図３の撮影範囲Ｒ１、Ｒ２，Ｒ３，・・・に対する心拍同期ＣＴ撮影において、撮影範囲Ｒ２にて収集された投影データが上述の判定結果により破棄された場合、システム制御部９は照射制御部２１を制御し、回転架台部２７の回転により撮影範囲Ｒ２に対してＸ線管２２１及びＸ線検出器２３１が配置されたタイミングでθ２１乃至θ２Ｍに対するＸ線照射を再度行なう。
【００４５】
次に、図１に示した撮影条件設定部７は、当該心拍同期ＣＴ撮影に先行して行なわれた被検体３０に対する心電波形の計測にて得られた平均心拍周期の情報を心電波形解析部５の収縮期／拡張期設定部５３から受信し、この平均心拍周期の拡張中期に投影データ収集期間Ｔｘを設定するための撮影条件（例えば、架台回転角速度θｖ、照射トリガパルス数Ｍ、照射時間間隔Ｔ１、遅延時間τｘ）を設定する。尚、投影データ収集期間Ｔｘは、上述の照射トリガパルス数Ｍと照射時間間隔Ｔ１に基づいて決定され、撮影範囲Ｒは、架台回転角速度θｖと投影データ収集期間Ｔｘに基づいて決定される。
【００４６】
入力部８は、表示パネルやキーボード、各種スイッチ、選択ボタン、マウス等の入力デバイスを備え、被検体情報の入力、投影データ生成条件の設定、画像データ生成条件の設定、閾値αの設定、各種指示信号の入力等を行なう。尚、上述の投影データ収集条件として、Ｘ線照射条件（例えば、Ｘ線管２２１の管電圧、管電流及び照射時間Ｔ２）、撮影位置、スキャン方式、スライス断面間隔、スライス断面数、撮影領域サイズ等があり、画像データ生成条件として、再構成方式、再構成領域サイズ、再構成マトリクスサイズ等がある。
【００４７】
システム制御部９は、図示しないＣＰＵと情報記憶部を備え、入力部８から供給される上述の入力情報や設定情報は情報記憶部に一旦保存される。そして、ＣＰＵは、これらの情報に基づいて、Ｘ線ＣＴ装置１００が備える上述の各ユニットを統括的に制御し、被検体３０の心拍同期ＣＴ撮影にて収集された拡張中期の投影データに基づく画像データの生成を実行させる。
【００４８】
一方、心電波形計測ユニット１０は、心電波形の検出を目的として被検体３０の体表面に装着された心電波形検出用電極と、この心電波形検出用電極が検出した心電波形を所定の振幅に増幅する増幅部と、増幅された心電波形をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部（何れも図示せず）を備え、被検体３０から検出した心電波形をデジタル信号に変換して心電波形解析部５へ供給する機能を有している。
【００４９】
次に、本実施形態における画像データの生成手順につき図７のフローチャートを用いて説明する。
【００５０】
被検体３０に対する心拍同期ＣＴ撮影に先立ち、被検体情報の入力、投影データ生成条件の設定、画像データ生成条件の設定、閾値αの設定等が入力部８の入力デバイスによって行なわれ、これらの入力情報や設定情報は、システム制御部９が備える情報記憶部に保存される（図７のステップＳ１）。
【００５１】
次に、心電波形計測ユニット１０は、被検体３０の体表面に装着された心電波形検出用電極を用いて被検体３０の心電波形を計測し、得られた心電波形に対し増幅処理とＡ／Ｄ変換処理を行なって心電波形解析部５へ供給する。
【００５２】
一方、心電波形解析部５のＲ波検出部５１は、心電波形計測ユニット１０から時系列的に供給される被検体３０の心電波形と所定の閾値αとを比較することにより心電波形のＲ波を検出し、基準信号生成部５２は、検出されたＲ波を波形整形することによりＸ線照射の基準信号Ｐｒを生成する。次いで、収縮期／拡張期設定部５３は、基準信号Ｐｒの時間間隔に基づいて被検体３０の平均心拍周期を計測し、撮影条件設定部７は、収縮期／拡張期設定部５３からシステム制御部９を介して供給される上述の平均心拍周期に基づき、この平均心拍周期の拡張中期に投影データ収集期間Ｔｘを設定するための撮影条件（即ち、架台回転角速度θｖ、照射トリガパルス数Ｍ、照射時間間隔Ｔ１及び遅延時間τｘ）を設定する（図７のステップＳ２）。
【００５３】
次に、Ｘ線撮影部２の移動機構部２４が備える機構制御部２４３は、入力部８からシステム制御部９を介して供給される天板移動指示信号に基づいて天板移動制御信号を生成し、この天板移動制御信号を天板移動機構部２４２へ供給して天板２９を体軸方向へ移動させることにより、心電波形検出用電極が装着された状態で天板２９に載置された被検体３０の診断対象領域を回転架台部２７の中央部に形成された撮影野に配置する（図７のステップＳ３）。そして、この移動により被検体３０に対する撮影位置が設定されたならば、心拍同期ＣＴ撮影を開始するための撮影開始指示信号が入力部８において入力される（図７のステップＳ４）。
【００５４】
次いで、機構制御部２４３は、撮影条件設定部７において撮影条件の１つとして設定された回転架台部２７の回転角速度θｖの情報と入力部８からシステム制御部９を介して供給された上述の撮影開始指示信号に基づいて架台回転制御信号を生成し、この架台回転制御信号を架台回転機構部２４１へ供給することによりＸ線管２２１及びＸ線検出器２３１が取り付けられた回転架台部２７を角速度θｖで高速回転させる。
【００５５】
次に、上述の撮影開始指示信号を受信したＸ線撮影部２の照射制御部２１は、システム制御部９から供給された投影データ生成条件のＸ線照射条件、撮影条件設定部７からシステム制御部９を介して供給された撮影条件及び心電波形解析部５の基準信号生成部５２から供給されたＸ線照射の基準信号Ｐｒに基づき、第１の心拍周期の基準信号Ｐｒに同期し照射時間間隔Ｔ１及び照射時間Ｔ２を有する照射トリガパルスＰ１乃至ＰＭを照射制御信号として生成する。そして、この照射制御信号を、Ｘ線発生部２２の高電圧発生器２２２へ供給することによりＸ線管２２１から撮影範囲Ｒ１のθ１１乃至θ１Ｍへ照射されるＸ線の照射強度、照射タイミング及び照射時間を制御する。
【００５６】
上述の照射制御信号に基づいて撮影範囲Ｒ１のθ１１乃至θ１Ｍに対して照射され被検体３０の診断対象領域を透過したＸ線は、投影データ生成部２３のＸ線検出器２３１によって検出される。このとき、θ１１乃至θ１Ｍの各々に対して照射されたＸ線は、Ｘ線検出器２３１において透過Ｘ線量に比例したＮ１チャンネルの投影データとして検出され、スイッチ群２３２においてスライス方向に対しＮ２チャンネルの「データ束ね」が行なわれる。そして、「データ束ね」されたＮ２チャンネルの投影データは、ＤＡＳユニット２３３に供給されて電流／電圧変換とＡ／Ｄ変換が行なわれる。
【００５７】
次いで、これらの投影データは、架台回転部２７に装着されたデータ伝送回路２３４の送信部に送られて光信号に変換され、空中を介して架台固定部２８に取りつけられたデータ伝送回路２３４の受信部にて受信される。そして、第１の心拍周期において生成されたＮ２チャンネルからなる撮影範囲Ｒ１の投影データは、撮影範囲識別情報とスライス断面識別情報を付帯情報として画像データ生成部３の投影データ記憶部３１へ供給される（図７のステップＳ５）。
【００５８】
一方、心電波形解析部５の収縮期／拡張期設定部５３は、基準信号生成部５２から供給される基準信号Ｐｒの時間間隔に基づいて第１の心拍周期を計測し、更に、計測した第１の心拍周期に対して収縮期，拡張前期、拡張中期及び拡張後期を設定する。次に、収集期間判定部６は、Ｘ線撮影部２の照射制御部２１から供給された照射トリガパルスＰ１乃至ＰＭのタイミング情報を受信し、更に、第１の心拍周期に対して設定された拡張中期の情報を上述の収縮期／拡張期設定部５３から受信する。次いで、照射トリガパルスＰ１乃至ＰＭによる投影データの収集期間Ｔｘと第１の心拍周期の拡張中期とを比較することにより、投影データ収集期間Ｔｘが拡張中期に含まれているか否かを判定する（図７のステップＳ６）。
【００５９】
そして、収集期間判定部６により、投影データ収集期間Ｔｘが拡張中期に含まれている（即ち、投影データ収集期間Ｔｘの全てが拡張中期の期間内に存在する）と判定された場合、この判定結果を収集期間判定部６から受信した画像データ生成部３の投影データ記憶部３１は、Ｘ線撮影部２の投影データ生成部２３から供給された投影データに撮影範囲Ｒ１の識別情報とスライス断面の識別情報を付加して保存する（図７のステップＳ７）。
【００６０】
一方、収集期間判定部６により、投影データ収集期間Ｔｘが拡張中期に含まれていない（即ち、投影データ収集期間Ｔｘの全てあるいはその一部が拡張中期以外の期間に存在する）と判定された場合、この判定結果を収集期間判定部６から受信した投影データ記憶部３１は、投影データ生成部２３から供給される投影データを破棄し、システム制御部９は、前記判定結果を自己の情報記憶部に保存する（図７のステップＳ８）。
【００６１】
そして、第１の心拍周期の基準信号Ｐｒに基づいた撮影範囲Ｒ１に対する投影データの生成と投影データ収集期間Ｔｘの判定が終了したならば、同様の手順によって第２の心拍周期乃至第Ｊの心拍周期の基準信号Ｐｒに基づいた撮影範囲Ｒ２乃至ＲＪに対する投影データの生成と、これらの撮影範囲における投影データ収集期間Ｔｘの判定を被検体周囲の３６０度あるいは１８０度＋ファン角度Δφの範囲に対して行なう。
【００６２】
更に、システム制御部９は、自己の情報記憶部に保存した上述の判定結果に基づいてＸ線撮影部２の照射制御部２１を制御し、投影データが破棄された撮影範囲に対する新たな投影データの生成及び投影データ収集期間Ｔｘの判定と前記投影データの保存／破棄を上述のステップ５乃至ステップ８と同様の手順によって行なう。
【００６３】
そして、３６０度あるいは１８０度＋ファン角度Δφの範囲に対する投影データの生成と保存が終了したならば、画像データ生成部３の再構成処理部３２は、システム制御部９から供給される画像データ生成条件の再構成条件を受信し、この再構成条件に対応した処理プログラムを自己のプログラム保管部から読み出す。次いで、投影データ記憶部３１から読み出した投影データをその付帯情報と上述の処理プログラムに基づいて再構成処理することによりＮ２個のスライス断面に対応したＮ２枚の画像データを生成する（図７のステップＳ９）。
【００６４】
一方、表示部４は、画像データ生成部３によって生成されたＮ２枚の画像データの全てあるいはその一部を用いて表示データを生成し、得られた表示データに対し所定の変換処理を行なってモニタ４３に表示する（図７のステップＳ１０）。
【００６５】
以上述べた本実施形態によれば、不等間隔の心拍周期を有する被検体から収集された投影データの収集期間と心拍周期とを比較し、拍動性移動が比較的小さい心拍周期の所定期間にて収集された投影データを用いて画像データを生成することにより、拍動性移動の影響が少ない良質な画像データを得ることができる。
【００６６】
又、前記所定期間にて収集された投影データを有効活用することにより、被検体において不整脈が発生した場合においても心拍同期ＣＴ撮影のやり直し頻度を大幅に低減することができる。このため、被検体に対するＸ線被爆量を低減することが可能となるのみならず検査効率が向上し、被検体や当該心拍同期ＣＴ撮影を担当する医療従事者の負担を軽減することができる。
【００６７】
更に、拍動性移動が比較的小さい前記所定期間は、被検体から収集された心電波形に基づいてリアルタイムで設定されるため、収集された投影データに対する保存／破棄の判定を正確かつ容易に行なうことができる。
【００６８】
又、心拍同期ＣＴ撮影の撮影条件は、予め計測された前記被検体の平均心拍周期に基づいて設定されるため、拍動性移動が比較的小さい心拍周期の所定期間を正確に設定することができ、従って、投影データの有効活用を高い頻度で行なうことが可能となる。
【００６９】
以上、本開示の実施形態について述べてきたが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施形態では、Ｘ線検出素子が２次元配列されているＸ線検出器を用いたマルチスライススキャン方式の心拍同期ＣＴ撮影により、体軸方向に所定間隔で設定された複数スライス断面における画像データを収集する場合について述べたが、ヘリカルスキャン方式やシングルスライススキャン方式等の他の方式による心拍同期ＣＴ撮影であっても構わない。
【００７０】
又、心電波形のＲ波間隔によって決定される心拍周期を収縮期、拡張前期、拡張中期及び拡張後期に区分し、拡張中期において収集された投影データを用いることにより拍動性移動の影響が少ない良質な画像データを生成する場合について述べたが、他の生体信号を用いて心拍周期の計測を行なってもよい。又、心拍周期の区分方法や投影データの収集期間は上述に限定されない。
【００７１】
更に、被検体３０の心電波形を計測する心電波形計測ユニット１０が備えられたＸ線ＣＴ装置１００について述べたが、心電波形計測ユニットは、Ｘ線ＣＴ装置１００に対して独立して設けられていても構わない。
【００７２】
尚、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００の一部は、例えば、コンピュータをハードウェアとして用いることでも実現することができる。即ち、Ｘ線ＣＴ装置１００の制御部や入力部等は、上述のコンピュータに搭載されたＣＰＵ等のプロセッサに所定の制御プログラムを実行させることにより各種機能を実現することができる。この場合、Ｘ線ＣＴ装置１００は、上述のプログラムをコンピュータに予めインストールしてもよく、又、コンピュータ読み取りが可能な記憶媒体へ保存あるいはネットワークを介して配布されたプログラムのコンピュータへのインストールであっても構わない。
【００７３】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７４】
２…Ｘ線撮影部
２１…照射制御部
２２…Ｘ線発生部
２３…投影データ生成部
２４…移動機構部
３…画像データ生成部
３１…投影データ記憶部
３２…再構成処理部
４…表示部
４１…表示データ生成部
４２…変換処理部
４３…モニタ
５…心電波形解析部
５１…Ｒ波検出部
５２…基準信号生成部
５３…収縮期／拡張期設定部
６…収集期間判定部
７…撮影条件設定部
８…入力部
９…システム制御部
１０…心電波形計測ユニット
１００…Ｘ線ＣＴ装置
【図１】
2012217541.tif 000003
【図２】
2012217541.tif 000004
【図３】
2012217541.tif 000005
【図４】
2012217541.tif 000006
【図５】
2012217541.tif 000007
【図６】
2012217541.tif 000008
【図７】
2012217541.tif 000009