(57)【要約】【課題】被検体に投与する造影剤の注入条件を正確に決定すること。【解決手段】実施形態の医用画像診断装置は、取得部と、検出部と、導出部と、制御部とを備える。取得部は、被検体の画像データを取得する。検出部は、前記画像データにおける前記被検体の複数の部位をそれぞれ検出する。導出部は、前記検出部の検出結果から、当該被検体内の構成物に係る情報を導出する。制御部は、前記構成物に係る情報に基づいて、造影スキャンにおいて前記被検体に投与する造影剤の注入条件を決定する。【選択図】図２
2017202311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の画像データを取得する取得部と、
前記画像データにおける前記被検体の複数の部位をそれぞれ検出する検出部と、
前記検出部の検出結果から、当該被検体内の構成物に係る情報を導出する導出部と、
前記構成物に係る情報に基づいて、造影スキャンにおいて前記被検体に投与する造影剤の注入条件を決定する制御部と
を備える、医用画像診断装置。
【請求項２】
前記導出部は、前記構成物に係る情報として、前記被検体の臓器の大きさに係る情報、前記被検体の臓器の表面積に係る情報、前記被検体の筋肉量に係る情報、前記被検体の脂肪量に係る情報、前記被検体の骨格量に係る情報のうち少なくともいずれか一つの要素を導出し、
前記制御部は、前記注入条件として、前記被検体に投与する造影剤量を算出する、請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項３】
前記制御部は、複数の要素を用いる場合、前記複数の要素ごとに算出した前記被検体に投与する造影剤量の統計量を、前記被検体に投与する造影剤量として算出する、請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項４】
前記構成物は、前記造影スキャンのスキャン対象部位である、請求項１〜３のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
【請求項５】
前記制御部は、更に、スキャン条件と、前記構成物に係る情報として導出された心臓の大きさに係る情報とに基づいて、前記注入条件として、前記被検体に投与する造影剤の濃度及び注入速度の少なくとも一方を算出する、請求項１〜４のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記被検体について、造影剤に対する感受性を示す情報を取得し、前記情報を参照して、前記被検体に投与する造影剤の注入条件を決定する、請求項１〜５のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記構成物に係る情報として臓器の大きさに係る情報を導出し、当該臓器の大きさに係る情報が所定の基準値以下である場合に、又は、当該臓器の少なくとも一部が欠失している場合に、前記被検体に投与する造影剤の注入条件を所定の閾値未満に抑制する、請求項１〜６のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
【請求項８】
前記制御部は、決定した前記注入条件を、造影剤インジェクタに設定する、請求項１〜７のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
【請求項９】
前記制御部は、更に、決定した前記注入条件と、事前設定された注入条件とが異なる場合に、操作者に通知する、請求項１〜７のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記操作者から前記事前設定された注入条件から、前記決定した前記注入条件への変更を受付けた場合、前記決定した注入条件を造影剤インジェクタに設定する、請求項９に記載の医用画像診断装置。
【請求項１１】
前記制御部は、決定した前記注入条件が前記造影スキャンに使用された場合に、当該注入条件を所定の記憶部に記憶させる、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
【請求項１２】
被検体の画像データを取得する取得部と、
前記画像データにおける前記被検体の複数の部位をそれぞれ検出する検出部と、
前記検出部の検出結果から、当該被検体内の構成物に係る情報を導出する導出部と、
前記構成物に係る情報に基づいて、造影スキャンにおいて前記被検体に投与する造影剤の注入条件を決定する制御部と
を備える、管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、医用画像診断装置及び管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線ＣＴ装置（ＣＴ；Computed  Tomography）を用いた検査においては、被検体に造影剤を投与した造影スキャンが実行される場合がある。かかる場合、Ｘ線ＣＴ装置は、被検体の身長や体重、ＢＭＩ（Body  Mass  Index）などを用いて被検体に投与する造
影剤の注入条件を決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０１２１７１号公報
【特許文献２】特開２０１２−２３２０２９号公報
【特許文献３】特開２００８−０１２２２９号公報
【特許文献４】特開２０１４−０１４７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、被検体に投与する造影剤の注入条件を正確に決定することを可能とする医用画像診断装置及び管理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の医用画像診断装置は、取得部と、検出部と、導出部と、制御部とを備える。取得部は、被検体の画像データを取得する。検出部は、前記画像データにおける前記被検体の複数の部位をそれぞれ検出する。導出部は、前記検出部の検出結果から、当該被検体内の構成物に係る情報を導出する。制御部は、前記構成物に係る情報に基づいて、造影スキャンにおいて前記被検体に投与する造影剤の注入条件を決定する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る医用情報処理システムの構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るスキャン制御回路による３次元のスキャノ画像撮影を説明するための図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１の実施形態に係る検出機能による部位の検出処理の一例を説明するための図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１の実施形態に係る検出機能による部位の検出処理の一例を説明するための図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る検出機能による部位の検出処理の一例を説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る検出機能による部位の検出処理の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る記憶回路によって記憶される仮想患者画像の一例を示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係る位置照合機能による照合処理の一例を説明するための図である。
【図９】図９は、第１の実施形態に係る座標変換によるスキャン範囲の変換例を示す図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態を説明するための図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置による処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、第２の実施形態を説明するための図である。
【図１３】図１３は、その他の実施形態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、添付図面を参照して、医用画像診断装置及び管理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下、Ｘ線ＣＴ（Computed  Tomography）装置を含む医用情報処理システムを例に挙げて説明する。なお、図１に示す医用情報処理システム１００においては、サーバ装置と端末装置とがそれぞれ１台のみ示されているが、実際にはさらに複数のサーバ装置と端末装置とを含むことができる。また、医用情報処理システム１００は、例えば、Ｘ線診断装置、ＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）装置、超音波診断装置などの医用画像診断装置を含むこともできる。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る医用情報処理システム１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る医用情報処理システム１００は、Ｘ線ＣＴ装置１と、サーバ装置２と、端末装置３とを備える。Ｘ線ＣＴ装置１と、サーバ装置２と、端末装置３とは、例えば、病院内に設置された院内ＬＡＮ（Local  Area  Network）により、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。例えば、医用情報処理システム１００にＰＡＣＳ（Picture  Archiving  and  Communication  System）が導入されている場合、各装置は、ＤＩＣＯＭ（Digital  Imaging  and  Communications  in
Medicine）規格に則って、医用画像等を相互に送受信する。
【０００９】
また、医用情報処理システム１００においては、例えば、ＨＩＳ（Hospital  Information  System）や、ＲＩＳ（Radiology  Information  System）などが導入され、各種情
報が管理される。例えば、端末装置３は、上記したシステムに沿って作成された検査オーダーをＸ線ＣＴ装置１やサーバ装置２に送信する。Ｘ線ＣＴ装置１は、端末装置３から直接受信した検査オーダー、或いは、検査オーダーを受信したサーバ装置２によって作成されたモダリティごとの患者リスト（モダリティワークリスト）から患者情報を取得して、患者ごとのＸ線ＣＴ画像データを収集する。そして、Ｘ線ＣＴ装置１は、収集したＸ線ＣＴ画像データや、Ｘ線ＣＴ画像データに対して各種画像処理を行うことで生成した画像データをサーバ装置２に送信する。サーバ装置２は、Ｘ線ＣＴ装置１から受信したＸ線ＣＴ画像データ及び画像データを記憶するとともに、Ｘ線ＣＴ画像データから画像データの生成を行い、端末装置３からの取得要求に応じた画像データを端末装置３に送信する。端末装置３は、サーバ装置２から受信した画像データをモニタなどに表示する。以下、各装置について説明する。
【００１０】
端末装置３は、病院内の各診療科に配置され、各診療科に勤務する医師によって操作される装置であり、ＰＣ（Personal  Computer）やタブレット式ＰＣ、ＰＤＡ（Personal  Digital  Assistant）、携帯電話等である。例えば、端末装置３は、医師によって患者の症状や医師の所見などのカルテ情報が入力される。また、端末装置３は、Ｘ線ＣＴ装置１による検査をオーダーするための検査オーダーが入力され、入力された検査オーダーをＸ線ＣＴ装置１やサーバ装置２に送信する。すなわち、診療科の医師は、端末装置３を操作して、来院した患者の受付情報と電子カルテの情報とを読み出し、該当する患者の診察を行い、読み出した電子カルテにカルテ情報を入力する。そして、診療科の医師は、Ｘ線ＣＴ装置１による検査の要否に応じて、端末装置３を操作して検査オーダーを送信する。
【００１１】
サーバ装置２は、医用画像診断装置によって収集された医用画像（例えば、Ｘ線ＣＴ装
置１によって収集されたＸ線ＣＴ画像データ及び画像データ）を記憶したり、医用画像に対して各種画像処理を行ったりする装置であり、例えば、ＰＡＣＳサーバなどである。例えば、サーバ装置２は、各診療科に配置された端末装置３から複数の検査オーダーを受信して、医用画像診断装置ごとに患者リストを作成して、作成した患者リストを各医用画像診断装置に送信する。一例を挙げると、サーバ装置２は、Ｘ線ＣＴ装置１による検査を実施するための検査オーダーを各診療科の端末装置３からそれぞれ受信して患者リストを作成し、作成した患者リストをＸ線ＣＴ装置１に送信する。そして、サーバ装置２は、Ｘ線ＣＴ装置１によって収集されたＸ線ＣＴ画像データ及び画像データを記憶し、端末装置３からの取得要求に応じて、Ｘ線ＣＴ画像データ及び画像データを端末装置３に送信する。
【００１２】
Ｘ線ＣＴ装置１は、患者ごとのＸ線ＣＴ画像データを収集して、収集したＸ線ＣＴ画像データや、Ｘ線ＣＴ画像データに対して各種画像処理を行うことで生成した画像データをサーバ装置２に送信する。図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成の一例を示す図である。図２に示すように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、架台１０と、寝台２０と、コンソール３０とを有する。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、図２には図示しない造影剤インジェクタに接続される。
【００１３】
架台１０は、被検体Ｐ（患者）にＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して、コンソール３０に出力する装置であり、Ｘ線照射制御回路１１と、Ｘ線発生装置１２と、検出器１３と、データ収集回路（ＤＡＳ：Data  Acquisition  System）１４と、回転フ
レーム１５と、架台駆動回路１６とを有する。なお、データ収集回路１４は、取得部の一例である。
【００１４】
回転フレーム１５は、Ｘ線発生装置１２と検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向するように支持し、後述する架台駆動回路１６によって被検体Ｐを中心した円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。
【００１５】
Ｘ線照射制御回路１１は、高電圧発生部として、Ｘ線管１２ａに高電圧を供給する装置であり、Ｘ線管１２ａは、Ｘ線照射制御回路１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線照射制御回路１１は、後述するスキャン制御回路３３の制御により、Ｘ線管１２ａに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。
【００１６】
また、Ｘ線照射制御回路１１は、ウェッジ１２ｂの切り替えを行う。また、Ｘ線照射制御回路１１は、コリメータ１２ｃの開口度を調整することにより、Ｘ線の照射範囲（ファン角やコーン角）を調整する。なお、本実施形態は、複数種類のウェッジを、操作者が手動で切り替える場合であっても良い。
【００１７】
Ｘ線発生装置１２は、Ｘ線を発生し、発生したＸ線を被検体Ｐへ照射する装置であり、Ｘ線管１２ａと、ウェッジ１２ｂと、コリメータ１２ｃとを有する。
【００１８】
Ｘ線管１２ａは、図示しない高電圧発生部により供給される高電圧により被検体ＰにＸ線ビームを照射する真空管であり、回転フレーム１５の回転にともなって、Ｘ線ビームを被検体Ｐに対して照射する。Ｘ線管１２ａは、ファン角及びコーン角を持って広がるＸ線ビームを発生する。例えば、Ｘ線照射制御回路１１の制御により、Ｘ線管１２ａは、フル再構成用に被検体Ｐの全周囲でＸ線を連続曝射したり、ハーフ再構成用にハーフ再構成可能な曝射範囲（１８０度＋ファン角）でＸ線を連続曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線照射制御回路１１の制御により、Ｘ線管１２ａは、予め設定された位置（管球位置）でＸ線（パルスＸ線）を間欠曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線照射制御回路１１は、Ｘ線管１２ａから曝射されるＸ線の強度を変調させることも可能である。例えば、Ｘ線照射制御回路１１は、特定の管球位置では、Ｘ線管１２ａから曝射されるＸ線
の強度を強くし、特定の管球位置以外の範囲では、Ｘ線管１２ａから曝射されるＸ線の強度を弱くする。
【００１９】
ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線のＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。具体的には、ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから被検体Ｐへ照射されるＸ線が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ１２ｂは、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。なお、ウェッジは、ウェッジフィルタ（wedge  filter）や、ボウタイフィルタ（bow-tie  filter）とも呼ばれる。
【００２０】
コリメータ１２ｃは、後述するＸ線照射制御回路１１の制御により、ウェッジ１２ｂによってＸ線量が調節されたＸ線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。
【００２１】
架台駆動回路１６は、回転フレーム１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線発生装置１２と検出器１３とを旋回させる。
【００２２】
検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する２次元アレイ型検出器（面検出器）であり、複数チャンネル分のＸ線検出素子を配してなる検出素子列が被検体Ｐの体軸方向（図２に示すＺ軸方向）に沿って複数列配列されている。具体的には、第１の実施形態における検出器１３は、被検体Ｐの体軸方向に沿って３２０列など多列に配列されたＸ線検出素子を有し、例えば、被検体Ｐの肺や心臓を含む範囲など、広範囲に被検体Ｐを透過したＸ線を検出することが可能である。
【００２３】
データ収集回路１４は、ＤＡＳであり、検出器１３が検出したＸ線の検出データから、投影データを収集する。例えば、データ収集回路１４は、検出器１３により検出されたＸ線強度分布データに対して、増幅処理やＡ／Ｄ変換処理、チャンネル間の感度補正処理等を行なって投影データを生成し、生成した投影データを後述するコンソール３０に送信する。例えば、回転フレーム１５の回転中に、Ｘ線管１２ａからＸ線が連続曝射されている場合、データ収集回路１４は、全周囲分（３６０度分）の投影データ群を収集する。また、データ収集回路１４は、収集した各投影データに管球位置を対応付けて、後述するコンソール３０に送信する。管球位置は、投影データの投影方向を示す情報となる。なお、チャンネル間の感度補正処理は、後述する前処理回路３４が行なっても良い。
【００２４】
寝台２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、図２に示すように、寝台駆動装置２１と、天板２２とを有する。寝台駆動装置２１は、天板２２をＺ軸方向へ移動して、被検体Ｐを回転フレーム１５内に移動させる。天板２２は、被検体Ｐが載置される板である。
【００２５】
なお、架台１０は、例えば、天板２２を移動させながら回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐをらせん状にスキャンするヘリカルスキャンを実行する。または、架台１０は、天板２２を移動させた後に被検体Ｐの位置を固定したままで回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐを円軌道にてスキャンするコンベンショナルスキャンを実行する。または、架台１０は、天板２２の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行うステップアンドシュート方式を実行する。
【００２６】
コンソール３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置１の操作を受け付けるとともに、架台１０によって収集された投影データを用いてＸ線ＣＴ画像データを再構成する装置である。コンソール３０は、図２に示すように、入力回路３１と、ディスプレイ３２と、スキャン制御回路３３と、前処理回路３４と、記憶回路３５と、画像再構成回路３６と、処理回路３７とを有する。なお、前処理回路３４及び画像再構成回路３６は、取得部の一例である。
【００２７】
入力回路３１は、Ｘ線ＣＴ装置１の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、処理回路３７に転送する。例えば、入力回路３１は、操作者から、Ｘ線ＣＴ画像データの撮影条件や、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件、Ｘ線ＣＴ画像データに対する画像処理条件等を受け付ける。また、入力回路３１は、被検体Ｐに対する検査を選択するための操作を受け付ける。また、入力回路３１は、画像上の部位を指定するための指定操作を受け付ける。
【００２８】
ディスプレイ３２は、操作者によって参照されるモニタであり、処理回路３７による制御のもと、Ｘ線ＣＴ画像データから生成された画像データを操作者に表示したり、入力回路３１を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical
User  Interface）を表示したりする。また、ディスプレイ３２は、スキャン計画の計
画画面や、スキャン中の画面などを表示する。また、ディスプレイ３２は、被曝情報を含む仮想患者画像や画像データなどを表示する。なお、ディスプレイ３２によって表示される仮想患者画像については、後に詳述する。
【００２９】
スキャン制御回路３３は、処理回路３７による制御のもと、Ｘ線照射制御回路１１、架台駆動回路１６、データ収集回路１４及び寝台駆動装置２１の動作を制御することで、架台１０における投影データの収集処理を制御する。具体的には、スキャン制御回路３３は、位置決め画像（スキャノ画像）を収集する撮影及び診断に用いる画像を収集する本撮影（スキャン）における投影データの収集処理をそれぞれ制御する。ここで、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１においては、２次元のスキャノ画像及び３次元のスキャノ画像を撮影することができる。
【００３０】
例えば、スキャン制御回路３３は、Ｘ線管１２ａを０度の位置（被検体Ｐに対して正面方向の位置）に固定して、天板２２を定速移動させながら連続的に撮影を行うことで２次元のスキャノ画像を撮影する。或いは、スキャン制御回路３３は、Ｘ線管１２ａを０度の位置に固定して、天板２２を断続的に移動させながら、天板移動に同期して断続的に撮影を繰り返すことで２次元のスキャノ画像を撮影する。ここで、スキャン制御回路３３は、被検体Ｐに対して正面方向だけでなく、任意の方向（例えば、側面方向など）から位置決め画像を撮影することができる。
【００３１】
また、スキャン制御回路３３は、スキャノ画像の撮影において、被検体Ｐに対する全周分の投影データを収集することで、３次元のスキャノ画像を撮影する。図３は、第１の実施形態に係るスキャン制御回路３３による３次元のスキャノ画像撮影を説明するための図である。例えば、スキャン制御回路３３は、図３に示すように、ヘリカルスキャン或いはノンヘリカルスキャンによって被検体Ｐに対する全周分の投影データを収集する。ここで、スキャン制御回路３３は、被検体Ｐの胸部全体、腹部全体、上半身全体、全身などの広範囲に対して本撮影よりも低線量でヘリカルスキャン或いはノンヘリカルスキャンを実行する。ノンヘリカルスキャンとしては、例えば、上述のステップアンドシュート方式のスキャンが実行される。
【００３２】
このように、スキャン制御回路３３が被検体Ｐに対する全周分の投影データを収集することで、後述する画像再構成回路３６が、３次元のＸ線ＣＴ画像データ（ボリュームデータ）を再構成することができ、図３に示すように、再構成したボリュームデータを用いて任意の方向から位置決め画像を生成することが可能になる。ここで、位置決め画像を２次元で撮影するか、或いは、３次元で撮影するかは、操作者によって任意に設定する場合でもよく、或いは、検査内容に応じて予め設定される場合でもよい。
【００３３】
図２に戻って、前処理回路３４は、データ収集回路１４によって生成された投影データ
に対して、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なって、補正済みの投影データを生成する。具体的には、前処理回路３４は、データ収集回路１４によって生成された位置決め画像の投影データ及び本撮影によって収集された投影データのそれぞれについて、補正済みの投影データを生成して、記憶回路３５に格納する。
【００３４】
記憶回路３５は、前処理回路３４により生成された投影データを記憶する。具体的には、記憶回路３５は、前処理回路３４によって生成された、位置決め画像の投影データ及び本撮影によって収集される診断用の投影データを記憶する。また、記憶回路３５は、後述する画像再構成回路３６によって生成された画像データや仮想患者画像を記憶する。また、記憶回路３５は、後述する処理回路３７による処理結果を適宜記憶する。なお、仮想患者画像及び処理回路３７による処理結果については、後述する。
【００３５】
画像再構成回路３６は、記憶回路３５が記憶する投影データを用いてＸ線ＣＴ画像データを再構成する。具体的には、画像再構成回路３６は、位置決め画像の投影データ及び診断に用いられる画像の投影データから、Ｘ線ＣＴ画像データをそれぞれ再構成する。ここで、再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、逆投影処理としては、例えば、ＦＢＰ（Filtered  Back  Projection）法による逆投影処理が挙げられる。或いは、画像再構成回路３６は、逐次近似法を用いて、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成することもできる。
【００３６】
また、画像再構成回路３６は、Ｘ線ＣＴ画像データに対して各種画像処理を行うことで、画像データを生成する。そして、画像再構成回路３６は、再構成したＸ線ＣＴ画像データや、各種画像処理により生成した画像データを記憶回路３５に格納する。
【００３７】
処理回路３７は、架台１０、寝台２０及びコンソール３０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置１の全体制御を行う。具体的には、処理回路３７は、スキャン制御回路３３を制御することで、架台１０で行なわれるＣＴスキャンを制御する。また、処理回路３７は、画像再構成回路３６を制御することで、コンソール３０における画像再構成処理や画像生成処理を制御する。また、処理回路３７は、記憶回路３５が記憶する各種画像データを、ディスプレイ３２に表示するように制御する。
【００３８】
また、処理回路３７は、図２に示すように、検出機能３７ａ、位置照合機能３７ｂ、及び制御機能３７ｃを実行する。ここで、例えば、図２に示す処理回路３７の構成要素である検出機能３７ａ、位置照合機能３７ｂ、及び制御機能３７ｃが実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路３５に記録されている。処理回路３７は、各プログラムを記憶回路３５から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路３７は、図２の処理回路３７内に示された各機能を有することとなる。なお、検出器機能３７ａは、検出部の一例であり、制御機能３７ｃは、導出部及び制御部の一例である。
【００３９】
検出機能３７ａは、３次元画像データにおける被検体Ｐの複数の部位をそれぞれ検出する。具体的には、検出機能３７ａは、画像再構成回路３６によって再構成された３次元のＸ線ＣＴ画像データ（ボリュームデータ）に含まれる臓器などの部位を検出する。例えば、検出機能３７ａは、位置決め画像のボリュームデータ及び診断に用いられる画像のボリュームデータのうち少なくとも一方について、解剖学的な特徴点（Anatomical  Landmark）に基づいて臓器などの部位を検出する。ここで、解剖学的な特徴点とは、特定の骨や臓器、血管、神経、内腔などの部位の特徴を示す点である。すなわち、検出機能３７ａは、特定の臓器や骨などの解剖学的な特徴点を検出することによって、ボリュームデータに含まれる骨や臓器、血管、神経、内腔などを検出する。また、検出機能３７ａは、
人体の特徴的な特徴点を検出することで、ボリュームデータに含まれる頭部、首、胸部、腹部、足などの位置を検出することもできる。なお、本実施形態で説明する部位は、骨や臓器、血管、神経、内腔などにこれらの位置も含めたものを意味する。以下、検出機能３７ａによる部位の検出の一例について説明する。なお、検出機能３７ａが実行する「部位の検出処理」のことを「ＡＬ解析」とも言う。
【００４０】
例えば、検出機能３７ａは、位置決め画像のボリュームデータ、或いは、診断に用いられる画像のボリュームデータにおいて、ボリュームデータに含まれるボクセルの値から解剖学的な特徴点を抽出する。そして、検出機能３７ａは、教科書などの情報における解剖学的な特徴点の３次元的な位置と、ボリュームデータから抽出した特徴点の位置とを比較することによって、ボリュームデータから抽出した特徴点の中から不正確な特徴点を除去して、ボリュームデータから抽出した特徴点の位置を最適化する。これにより、検出機能３７ａは、ボリュームデータに含まれる被検体Ｐの各部位を検出する。一例を挙げると、検出機能３７ａは、まず、教師あり機械学習アルゴリズムを用いて、ボリュームデータに含まれる解剖学的な特徴点を抽出する。ここで、上記した教師あり機械学習アルゴリズムは、正しい解剖学的な特徴点が手動で配置された複数の教師画像を用いて構築されたものであり、例えば、ディシジョンフォレスト（decision  forest）などが利用される。
【００４１】
そして、検出機能３７ａは、身体における解剖学的な特徴点の３次元的な位置関係を示すモデルと、抽出した特徴点とを比較することで、抽出した特徴点を最適化する。ここで、上記したモデルは、上述した教師画像を用いて構築されたものであり、例えば、点分布モデルなどが利用される。すなわち、検出機能３７ａは、正しい解剖学的な特徴点が手動で配置された複数の教師画像に基づいて部位の形状や位置関係、部位に固有な点などが定義されたモデルと、抽出した特徴点とを比較することで、不正確な特徴点を除去して、特徴点を最適化する。
【００４２】
以下、図４Ａ，４Ｂ，５，６を用いて、検出機能３７ａによる部位の検出処理の一例を説明する。図４Ａ，４Ｂ，５，６は、第１の実施形態に係る検出機能３７ａによる部位の検出処理の一例を説明するための図である。なお、図４Ａ，４Ｂにおいては、２次元上に特徴点を配置しているが、実際には、特徴点は３次元的に配置される。例えば、検出機能３７ａは、ボリュームデータに対して教師あり機械学習アルゴリズムを適用することで、図４Ａに示すように、解剖学的な特徴点とみなすボクセルを抽出する（図中の黒点）。そして、検出機能３７ａは、抽出したボクセルの位置を、部位の形状や位置関係、部位に固有な点などが定義されたモデルにフィッティングさせることで、図４Ｂに示すように、抽出したボクセルのうち不正確な特徴点を除去して、より正確な特徴点に対応するボクセルのみを抽出する。
【００４３】
ここで、検出機能３７ａは、抽出した特徴点（ボクセル）に対して、各部位の特徴を示す特徴点を識別するための識別コードを付与し、識別コードと各特徴点の位置（座標）情報とを対応づけた情報を画像データに付帯させて記憶回路３５に格納する。例えば、検出機能３７ａは、図４Ｂに示すように、抽出した特徴点（ボクセル）に対して、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３などの識別コードを付与する。ここで、検出機能３７ａは、検出処理を行ったデータごとにそれぞれ識別コードを付帯させて、記憶回路３５に格納する。具体的には、検出機能３７ａは、位置決め画像の投影データ、非造影下で収集された投影データ、及び、造影剤によって造影された状態で収集された投影データのうち、少なくとも１つの投影データから再構成されたボリュームデータに含まれる被検体の部位を検出する。
【００４４】
例えば、検出機能３７ａは、図５に示すように、位置決め画像のボリュームデータ（図中、位置決め）から検出した各ボクセルの座標に識別コードを対応付けた情報をボリュームデータに付帯させて記憶回路３５に格納する。一例を挙げると、検出機能３７ａは、位
置決め画像のボリュームデータから標識点の座標を抽出して、図５に示すように、「識別コード：Ｃ１、座標（ｘ1,  ｙ1,  ｚ1）」、「識別コード：Ｃ２、座標（ｘ2,  ｙ2,
ｚ2）」などをボリュームデータに対応付けて格納する。これにより、検出機能３７ａは
、位置決め画像のボリュームデータにおけるどの位置にどのような特徴点があるかを識別することができ、これらの情報に基づいて臓器などの各部位を検出することができる。
【００４５】
また、検出機能３７ａは、例えば、図５に示すように、診断用の画像のボリュームデータ（図中、スキャン）から検出した各ボクセルの座標に識別コードを対応付けた情報をボリュームデータに付帯させて記憶回路３５に格納する。ここで、検出機能３７ａは、スキャンにおいて、造影剤によって造影されたボリュームデータ（図中、造影Ｐｈａｓｅ）と、造影剤によって造影されていないボリュームデータ（図中、非造影Ｐｈａｓｅ）とから、それぞれ標識点の座標を抽出して、抽出した座標に識別コードを対応付けることができる。
【００４６】
一例を挙げると、検出機能３７ａは、診断用の画像のボリュームデータのうち、非造影Ｐｈａｓｅのボリュームデータから標識点の座標を抽出して、図５に示すように、「識別コード：Ｃ１、座標（ｘ’1,  ｙ’1,  ｚ’1）」、「識別コード：Ｃ２、座標（ｘ’2,
ｙ’2,  ｚ’2）」などをボリュームデータに対応付けて格納する。また、検出機能３
７ａは、診断用の画像のボリュームデータのうち、造影Ｐｈａｓｅのボリュームデータから標識点の座標を抽出して、図５に示すように、「識別コード：Ｃ１、座標（ｘ’1,  ｙ’1,  ｚ’1）」、「識別コード：Ｃ２、座標（ｘ’2,  ｙ’2,  ｚ’2）」などをボリュームデータに対応付けて格納する。ここで、造影Ｐｈａｓｅのボリュームデータから標識点を抽出する場合、造影されることで抽出可能となる標識点が含まれる。例えば、検出機能３７ａは、造影Ｐｈａｓｅのボリュームデータから標識点を抽出する場合、造影剤によって造影された血管などを抽出することができる。従って、造影Ｐｈａｓｅのボリュームデータの場合、検出機能３７ａは、図５に示すように、造影することで抽出された血管などの標識点の座標（ｘ’31,  ｙ’31,  ｚ’31）〜座標（ｘ’34,  ｙ’34,  ｚ’34）などに、それぞれの血管を識別するための識別コードＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３及びＣ３４などを対応付ける。
【００４７】
上述したように、検出機能３７ａは、位置決め画像、或いは、診断用の画像のボリュームデータにおけるどの位置にどのような標識点があるかを識別することができ、これらの情報に基づいて臓器などの各部位を検出することができる。例えば、検出機能３７ａは、検出の対象となる対象部位と、対象部位の周辺の部位との解剖学的な位置関係の情報を用いて、対象部位の位置を検出する。一例を挙げると、検出機能３７ａは、対象部位を「肺」とした場合、肺の特徴を示す識別コードに対応付けられた座標情報を取得するとともに、「肋骨」や「鎖骨」、「心臓」、「横隔膜」など、「肺」の周囲の部位を示す識別コードに対応付けられた座標情報を取得する。そして、検出機能３７ａは、「肺」と周囲の部位との解剖学的な位置関係の情報と、取得した座標情報とを用いて、ボリュームデータにおける「肺」の領域を抽出する。
【００４８】
例えば、検出機能３７ａは、「肺尖：鎖骨の２〜３ｃｍ上方」や、「肺の下端：第７肋骨の高さ」などの位置関係の情報と、各部位の座標情報とから、図６に示すように、ボリュームデータにおいて「肺」に相当する領域Ｒ１を抽出する。すなわち、検出機能３７ａは、ボリュームデータにおける領域Ｒ１のボクセルの座標情報を抽出する。検出機能３７ａは、抽出した座標情報を部位情報と対応付けてボリュームデータに付帯させて記憶回路３５に格納する。同様に、検出機能３７ａは、図６に示すように、ボリュームデータにおいて「心臓」に相当する領域Ｒ２などを抽出することができる。
【００４９】
また、検出機能３７ａは、人体における頭部や胸部などの位置を定義する特徴点に基づ
いて、ボリュームデータに含まれる位置を検出する。ここで、人体における頭部や胸部などの位置は任意に定義することができる。例えば、第７頸椎から肺の下端までを胸部と定義すると、検出機能３７ａは、第７頸椎に対応する特徴点から肺の下端に対応する特徴点までを胸部として検出する。なお、検出機能３７ａは、上述した解剖学的な特徴点を用いた方法以外にも種々の方法により部位を検出することができる。例えば、検出機能３７ａは、ボクセル値に基づく領域拡張法などによりボリュームデータに含まれる部位を検出することができる。
【００５０】
位置照合機能３７ｂは、３次元画像データに含まれる被検体Ｐにおける複数の部位それぞれの位置と、仮想患者データに含まれる人体における複数の部位それぞれの位置とを照合する。ここで、仮想患者データとは、人体における複数の部位それぞれの標準的な位置を表す情報である。すなわち、位置照合機能３７ｂは、被検体Ｐの部位と標準的な部位の位置とを照合して、照合結果を記憶回路３５に格納する。例えば、位置照合機能３７ｂは、人体の部位が標準的な位置に配置された仮想患者画像と、被検体Ｐのボリュームデータとをマッチングする。
【００５１】
ここで、まず、仮想患者画像について説明する。仮想患者画像は、年齢、成人／子供、男性／女性、体重、身長などの体格などに関わるパラメータに関する複数の組み合わせに応じた標準的な体格などを有する人体について実際にＸ線で撮影した画像として予め生成されて、記憶回路３５に格納される。すなわち、記憶回路３５は、上述したパラメータの組み合わせに応じた複数の仮想患者画像のデータを記憶する。ここで、記憶回路３５によって記憶される仮想患者画像には、解剖学的な特徴点（特徴点）が対応づけて記憶される。例えば、人体には、パターン認識等の画像処理により比較的容易にその形態的特徴等に基づいて画像から抽出できる多数の解剖学的な特徴点がある。これら多数の解剖学的な特徴点の身体におけるその位置や配置は年齢、成人／子供、男性／女性、体重、身長などの体格等に従っておおよそ決まっている。
【００５２】
記憶回路３５によって記憶される仮想患者画像は、これら多数の解剖学的な特徴点が予め検出され、検出された特徴点の位置データがそれぞれの特徴点の識別コードとともに仮想患者画像のデータに付帯又は関連付けされて記憶される。図７は、第１の実施形態に係る記憶回路３５によって記憶される仮想患者画像の一例を示す図である。例えば、記憶回路３５は、図７に示すように、臓器などの部位を含む３次元の人体に、解剖学的な特徴点と特徴点を識別するための識別コード「Ｖ１」、「Ｖ２」及び「Ｖ３」などとが関連付けられた仮想患者画像を記憶する。
【００５３】
すなわち、記憶回路３５は、３次元の人体画像の座標空間における特徴点の座標と対応する識別コードとを関連付けて記憶する。一例を挙げると、記憶回路３５は、図７に示す識別コード「Ｖ１」に対応づけて、対応する特徴点の座標を記憶する。同様に、記憶回路３５は、識別コードと特徴点の座標とを対応づけて記憶する。なお、図７においては、臓器として肺、心臓、肝臓、胃、腎臓などのみが示されているが、実際には、仮想患者画像は、さらに多数の臓器、骨、血管、神経などが含まれる。また、図７においては、識別コード「Ｖ１」、「Ｖ２」及び「Ｖ３」に対応する特徴点についてのみ示されているが、実際にはさらに多数の特徴点が含まれる。
【００５４】
位置照合機能３７ｂは、検出機能３７ａによって検出された被検体Ｐのボリュームデータ中の特徴点と、上述した仮想患者画像中の特徴点とを識別コードを用いてマッチングして、ボリュームデータの座標空間と仮想患者画像の座標空間とを関連付ける。図８は、第１の実施形態に係る位置照合機能３７ｂによる照合処理の一例を説明するための図である。ここで、図８においては、スキャノ画像から検出した特徴点と仮想患者画像から検出された特徴点との間で同一の特徴点を示す識別コードが割り当てられた３組の特徴点を用い
てマッチングを行う場合について示すが、実施形態はこれに限定されるものではなく、任意の組の特徴点を用いてマッチングを行うことができる。
【００５５】
例えば、位置照合機能３７ｂは、図８に示すように、仮想患者画像において識別コード「Ｖ１」、「Ｖ２」及び「Ｖ３」で示される特徴点と、スキャノ画像において識別コード「Ｃ１」、「Ｃ２」及び「Ｃ３」で示される特徴点とをマッチングする場合、同一の特徴点間の位置ずれが最小となるように座標変換することにより、画像間の座標空間を関連付ける。例えば、位置照合機能３７ｂは、図８に示すように、解剖学的に同じ特徴点「Ｖ１（x1,y1,z1）、Ｃ１（X1,Y1,Z1）」、「Ｖ２（x2,y2,z2）、Ｃ２（X2,Y2,Z2）」、「Ｖ３（x3,y3,z3）、Ｃ３（X3,Y3,Z3）」の間の位置ズレの合計「ＬＳ」を最小化するように、以下の座標変換行列「Ｈ」を求める。
【００５６】
LS  ＝  （(X1,Y1,Z1)-Ｈ(x1,y1,z1))
+（(X2,Y2,Z2)-Ｈ(x2,y2,z2))
+（(X3,Y3,Z3)-Ｈ(x3,y3,z3))  
【００５７】
位置照合機能３７ｂは、求めた座標変換行列「Ｈ」により、仮想患者画像上に指定されたスキャン範囲を位置決め画像上のスキャン範囲に変換することができる。例えば、位置照合機能３７ｂは、座標変換行列「Ｈ」を用いることで、図８に示すように、仮想患者画像上に指定されたスキャン範囲「ＳＲＶ」を位置決め画像上のスキャン範囲「ＳＲＣ」に変換することができる。図９は、第１の実施形態に係る座標変換によるスキャン範囲の変換例を示す図である。例えば、図９の仮想患者画像上に示すように、操作者が仮想患者画像上でスキャン範囲「ＳＲＶ」を設定すると、位置照合機能３７ｂは、上述した座標変換行列を用いて、設定されたスキャン範囲「ＳＲＶ」をスキャノ画像上のスキャン範囲「ＳＲＣ」に変換する。
【００５８】
これにより、例えば、仮想患者画像上で識別コード「Ｖｎ」に対応する特徴点を含むように設定されたスキャン範囲「ＳＲＶ」は、スキャノ画像上で同一の特徴点に対応する識別コード「Ｃｎ」が含まれるスキャン範囲「ＳＲＣ」に変換されて設定される。なお、上述した座標変換行列「Ｈ」は、被検体Ｐごとに記憶回路３５に記憶されて、適宜読み出されて使用される場合であってもよく、或いは、スキャノ画像が収集されるごとに算出される場合であってもよい。このように第１の実施形態によれば、プリセット時の範囲指定のために仮想患者画像を表示し、その上で位置・範囲を計画しておくことで、位置決め画像（スキャノ画像）の撮影後に、計画された位置・範囲に対応する位置決め画像上の位置・範囲を自動で数値設定することが可能である。
【００５９】
図２に戻る。制御機能３７ｃは、被検体Ｐに投与する造影剤の注入条件を決定する。なお、制御機能３７ｃについては、後に詳述する。
【００６０】
以上、医用情報処理システム１００の全体構成、及び、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、仮想患者画像における解剖学的特徴点と、位置決めスキャン或いは造影スキャンによって撮影された画像データにおける被検体Ｐ内の構成物に基づく特徴点との照合結果に基づいて、指定されたスキャン位置又はスキャン範囲を変換することで、撮影位置等の事前設定の精度を向上させる。
【００６１】
ところで、Ｘ線ＣＴ装置１では、被検体Ｐに造影剤を投与して造影スキャンを実行する場合がある。ここで、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置では、患者の身長や体重、ＢＭＩなどを用いて造影剤量を計算している。造影剤の体内循環は、臓器のサイズや、血液量にも依存する。このため、身長や体重、ＢＭＩなどのファクターだけでは正確に最適な造影剤量を求めることができない場合がある。
【００６２】
このようなことから、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、被検体Ｐの構成物を検出し、検出した構成物に係る情報に基づいて、造影スキャンにおいて被検体Ｐに投与する造影剤の注入条件を決定する。このような機能は、制御機能３７ｃにより実現される。以下では、制御機能３７ｃについて説明する。
【００６３】
制御機能３７ｃは、構成物に係る情報に基づいて、造影スキャンにおいて被検体Ｐに投与する造影剤の注入条件を決定する。ここで、構成物は、造影スキャンのスキャン対象部位である。例えば、制御機能３７ｃは、構成物に係る情報として、被検体Ｐの臓器の大きさに係る情報、被検体Ｐの臓器の表面積に係る情報、被検体Ｐの筋肉量に係る情報、被検体Ｐの脂肪量に係る情報、被検体Ｐの骨格量に係る情報のうち少なくともいずれか一つの要素を導出し、注入条件として、被検体Ｐに投与する造影剤量を算出する。ここで、制御機能３７ｃは、検出機能３７ａの検出結果から、当該被検体内の構成物に係る情報を導出する。すなわち、制御機能３７ｃは、検出機能３７ａによる検出結果を用いて、被検体Ｐの臓器の大きさに係る情報、被検体Ｐの臓器の表面積に係る情報、被検体Ｐの筋肉量に係る情報、被検体Ｐの脂肪量に係る情報、被検体Ｐの骨格量に係る情報のうち少なくともいずれか一つの要素を導出する。
【００６４】
より具体的には、制御機能３７ｃは、検出機能３７ａによって抽出された被検体Ｐの臓器に対応するボリュームデータにおける全画素数を算出することによって、被検体Ｐの臓器の大きさに係る情報を導出する。また、制御機能３７ｃは、検出機能３７ａによって抽出された被検体Ｐの臓器に対応するボリュームデータの表面領域（輪郭領域）における全画素数を算出することによって、被検体Ｐの臓器の表面積に係る情報を導出する。また、制御機能３７ｃは、検出機能３７ａによって抽出された被検体Ｐの骨に対応するボリュームデータにおける全画素数を算出することによって、被検体Ｐの骨格量に係る情報を導出する。
【００６５】
また、制御機能３７ｃは、被検体Ｐの筋肉量に係る情報や被検体Ｐの脂肪量に係る情報を導出する場合、以下の処理を実行する。制御機能３７ｃは、ボリュームデータから、検出機能３７ａによって検出された骨、臓器、血管、神経、及び内腔などを除いた領域を処理領域として特定する。そして、制御機能３７ｃは、処理領域の画素値（ＣＴ値）に基づいて、筋肉領域のボリュームデータ及び脂肪領域のボリュームデータを特定する。ここで、制御機能３７ｃは、例えば、処理領域の画素のうち、ＣＴ値が３０から５０の範囲である画素を筋肉領域のボリュームデータの画素であると特定する。また、制御機能３７ｃは、例えば、処理領域の画素のうち、ＣＴ値が−１００から−５０の範囲である画素を脂肪領域のボリュームデータの画素であると特定する。そして、制御機能３７ｃは、筋肉領域のボリュームデータの画素数を算出することで、被検体Ｐの筋肉量に係る情報を導出する。また、制御機能３７ｃは、脂肪領域のボリュームデータの画素数を算出することで、被検体Ｐの脂肪量に係る情報を導出する。なお、制御機能３７ｃは、検出機能３７ａの検出結果を用いずに、被検体Ｐの筋肉量に係る情報や被検体Ｐの脂肪量に係る情報を導出してもよい。かかる場合、制御機能３７ｃは、処理領域を特定せずにボリュームデータ全体から、画素値（ＣＴ値）に基づいて、筋肉領域のボリュームデータ及び脂肪領域のボリュームデータを特定する。
【００６６】
以下では、構成物に係る情報として、臓器の大きさに係る情報を導出する場合について説明する。また、以下では、制御機能３７ｃが肝臓の大きさを導出した場合を説明する。制御機能３７ｃは、例えば、検出機能３７ａによる検出結果を用いて肝臓を特定し、肝臓の大きさを導出する。
【００６７】
続いて、制御機能３７ｃは、導出した肝臓の大きさに基づいて、造影スキャンにおいて被検体Ｐに投与する造影剤量を算出する。ここで、制御機能３７ｃは、基準情報を参照して、造影剤量を算出する。図１０を用いて基準情報について説明する。図１０は、第１の実施形態を説明するための図である。図１０に示すように、基準情報は、「臓器種別」と、「臓器の大きさ」と、「造影剤量」とを対応付けた情報を記憶する。
【００６８】
図１０では「臓器種別」が肝臓である場合を示す。図１０に示す「臓器の大きさ」は、臓器の大きさの範囲を示す。例えば、「臓器の大きさ」には、「Ｘ１〜Ｘ２」や「Ｘ２〜Ｘ３」等の値が格納される。なお、ここで、Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３＜Ｘ４＜Ｘ５＜Ｘ６である。また、図１０に示す「造影剤量」は、臓器の大きさに応じて投与される造影剤量を示す。例えば、「造影剤量」には、「０．９０Ｙ（ｍｌ）」や「Ｙ（ｍｌ）」等の値が格納される。一例をあげると、図１０に示す基準情報は、検出機能３７ａによる検出結果を用いて導出された臓器の大きさが、「Ｘ１〜Ｘ２」の範囲である場合には、造影剤量を「０．９０Ｙ（ｍｌ）」であると導出する。なお、図１０では、臓器種別の基準情報の一例を示したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１は、被検体Ｐの体重或いはＢＭＩに応じて、臓器種別の基本情報を記憶するようにしてもよい。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、被検体Ｐの骨格量、筋肉量、脂肪量、及び体表面積についても、同様に、構成物に係る情報と、造影剤量とを対応付けた情報を記憶する。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、基準情報を関数として記憶してもよい。
【００６９】
図１１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１による処理手順を示すフローチャートである。図１１では、Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を説明するフローチャートを示し、各構成要素がフローチャートのどのステップに対応するかを説明する。
【００７０】
ステップＳ１０１は、入力回路３１により実現されるステップである。ステップＳ１０１では、入力回路３１は、プロトコルプリセットの選択を受付ける。ステップＳ１０２は、スキャン制御回路３３により実現されるステップである。ステップＳ１０２では、スキャン制御回路３３は、位置決め用スキャンを実行する。
【００７１】
ステップＳ１０３は、検出機能３７ａに対応するステップである。処理回路３７が記憶
回路３５から検出機能３７ａに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、検出機能３７ａが実現されるステップである。ステップＳ１０３では、検出機能３７ａは、位置決め用画像に対してＡＬ解析を実行する。
【００７２】
ステップＳ１０４は、位置照合機能３７ｂに対応するステップである。処理回路３７が記憶回路３５から位置照合機能３７ｂに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、位置照合機能３７ｂが実現されるステップである。ステップＳ１０４では、位置照合機能３７ｂは、ＡＬ解析結果とプリセット位置とを照合する。
【００７３】
ステップＳ１０５〜ステップＳ１１０は、制御機能３７ｃに対応するステップである。処理回路３７が記憶回路３５から制御機能３７ｃに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、制御機能３７ｃが実現されるステップである。ステップＳ１０５では、制御機能３７ｃは、撮像部位における基準値を参照して、撮像部位の造影剤量の最適値を推定する。例えば、制御機能３７ｃは、被検体Ｐの構成物を検出し、検出した構成物に係る情報に基づいて、造影スキャンにおいて被検体Ｐに投与する造影剤の注入条件を決定する。
【００７４】
そして、ステップＳ１０６では、制御機能３７ｃは、設定された造影剤量と推定した造影剤量の最適値とを比較する。続いて、ステップＳ１０７では、制御機能３７ｃは、設定された造影剤量と推定した造影剤量の最適値と差分が閾値の範囲内であるか否かを判定する。ここで、制御機能３７ｃは、設定された造影剤量と推定した造影剤量の最適値と差分が閾値の範囲内であると判定した場合（ステップＳ１０７、Ｙｅｓ）、ステップＳ１１１に移行する。一方、制御機能３７ｃは、設定された造影剤量と推定した造影剤量の最適値と差分が閾値の範囲内であると判定しなかった場合（ステップＳ１０７、Ｎｏ）、ステップＳ１０８では、造影剤量の変更を通知する。すなわち、制御機能３７ｃは、設定された造影剤量と推定した造影剤量の最適値と差分が閾値の範囲内であると判定しなかった場合、決定した注入条件と、事前設定された注入条件とが異なるものと判定する。そして、制御機能３７ｃは、決定した注入条件と、事前設定された注入条件とが異なる旨を操作者に通知する。
【００７５】
そして、ステップＳ１０９では、制御機能３７ｃは、造影剤量の変更を受付けたか否かを判定する。ここで、制御機能３７ｃは、造影剤量の変更を受付けたと判定しなかった場合（ステップＳ１０９、Ｎｏ）、ステップＳ１１１に移行する。一方、制御機能３７ｃは、造影剤量の変更を受付けたと判定した場合（ステップＳ１０９、Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０では、造影剤量の設定を更新する。例えば、制御機能３７ｃは、操作者から事前設定された注入条件から、決定した注入条件への変更を受付けた場合、決定した注入条件を造影剤インジェクタに設定する。
【００７６】
ステップＳ１１１は、スキャン制御回路３３により実現されるステップである。ステップＳ１１１では、スキャン制御回路３３は、造影スキャンの実行を受付けたか否かを判定する。ここで、スキャン制御回路３３は、造影スキャンの実行を受付けたと判定しなかった場合（ステップＳ１１１、Ｎｏ）、ステップＳ１０７に移行する。一方、スキャン制御回路３３は、造影スキャンの実行を受付けたと判定した場合（ステップＳ１１１、Ｙｅｓ）、ステップＳ１１２では、造影スキャンを実行する。
【００７７】
上述したように第１の実施形態では、構成物に係る情報に基づいて、造影スキャンにおいて被検体Ｐに投与する造影剤の注入条件を決定する。例えば、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、被検体Ｐの体重が重くても、造影対象が肝臓であり被検体Ｐの肝臓の大きさが基準値よりも小さい場合には、基準値よりも造影剤量を低減する。逆に、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、被検体Ｐの体重が軽くても、造影対象が肝臓で
あり被検体Ｐの肝臓が大きい場合には、造影剤量を基準値よりも増加する。また、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、被検体Ｐの体型が大きくても筋肉量が少なく脂肪量が多い場合には、造影剤量を削減したり、骨格が大きく筋肉量が多い場合には造影剤量を増加させたりする。これにより、操作者は、被検体Ｐに投与する造影剤量を正確に決定することが可能になる。この結果、第１の実施形態によれば、コントラストの高い画像を精度の高い読影を支援することができる。
【００７８】
また、この結果、第１の実施形態によれば、精度の高い読影を支援することができ、かつ、患者への造影剤投与量を必要最低限に抑えることが可能になる。この結果、患者の負担を軽減することが可能となる。
【００７９】
なお、上述した第１の実施形態では、制御機能３７ｃは、決定した注入条件と、事前設定された注入条件とが異なる旨を操作者に通知し、操作者から事前設定された注入条件から、決定した注入条件への変更を受付けた場合に、決定した注入条件を造影剤インジェクタに設定するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、制御機能３７ｃは、決定した注入条件と、事前設定された注入条件とが異なる旨を操作者に通知したり、操作者から変更を受付けたりすることなく、決定した注入条件を、造影剤インジェクタに設定するようにしてもよい。
【００８０】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、構成物に係る情報として、一つの要素を導出し、注入条件として、被検体に投与する造影剤量を算出する場合について説明した。ところで、構成物に係る情報として導出する要素は複数であってもよい。このようなことから第２の実施形態では、構成物に係る情報として、複数の要素を用いる場合について説明する。
【００８１】
第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成は、制御機能３７ｃの一部の機能が異なる点を除いて、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成と同様である。このため、制御機能３７ｃ以外の説明については省略する。制御機能３７ｃは、複数の要素を用いる場合、複数の要素ごとに算出した被検体に投与する造影剤量の統計量を、被検体に投与する造影剤量として算出する。図１２は、第２の実施形態を説明するための図である。
【００８２】
図１２では、構成物に係る情報として「骨格量」と、「筋肉量」と、「臓器の大きさ」とを導出し、導出した各要素について造影剤量を算出した場合を示す。例えば、制御機能３７ｃは、導出した「骨格量」に基づいて造影剤量を「１．１０Ｙ（ｍｌ）」と算出し、導出した「筋肉量」に基づいて造影剤量を「０．９０Ｙ（ｍｌ）」と算出し、導出した「臓器の大きさ」に基づいて造影剤量を「０．９０Ｙ（ｍｌ）」と算出する。続いて、制御機能３７ｃは、算出した被検体Ｐに投与する造影剤量の統計量を算出する。例えば、制御機能３７ｃは、各造影剤量の平均値を算出し、被検体Ｐに投与する造影剤量として算出する。図１２に示す例では、制御機能３７ｃは、投与する造影剤量を「０．９７Ｙ（ｍｌ）」と算出する。なお、制御機能３７ｃは、各要素について重み付けをしてから平均値を算出するようにしてもよい。
【００８３】
上述したように第２の実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１は、構成物に係る情報として、複数の要素を用いて、被検体Ｐに投与する造影剤量として算出する。これにより、第２の実施形態によれば、被検体Ｐに投与する造影剤の注入条件をより正確に決定することが可能となる。
【００８４】
なお、第２の実施形態においても、制御機能３７ｃは、決定した注入条件と、事前設定された注入条件とが異なる旨を操作者に通知し、操作者から事前設定された注入条件から
、決定した注入条件への変更を受付けた場合に、決定した注入条件を造影剤インジェクタに設定するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、制御機能３７ｃは、決定した注入条件と、事前設定された注入条件とが異なる旨を操作者に通知したり、操作者から変更を受付けたりすることなく、決定した注入条件を、造影剤インジェクタに設定するようにしてもよい。
【００８５】
（第３の実施形態）
上述した第１の実施形態及び第２の実施形態では、制御機能３７ｃは、構成物に係る情報に基づいて、造影剤量を決定する。しかしながら、血流速度が速い場合、造影剤を注入しても造影対象を造影できない場合がある。このようなことから、第３の実施形態では、注入条件として、被検体に投与する造影剤の濃度及び注入速度の少なくとも一方を算出する場合について説明する。
【００８６】
なお、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成は、制御機能３７ｃの一部の機能が異なる点を除いて、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成と同様である。このため、制御機能３７ｃ以外の説明については省略する。
【００８７】
例えば、第３の実施形態に係る制御機能３７ｃは、スキャン条件と、構成物に係る情報として導出された心臓の大きさに係る情報とに基づいて、注入条件として、被検体Ｐに投与する造影剤の濃度及び注入速度の少なくとも一方を算出する。ここで、例えば、制御機能３７ｃは、異なる心位相の状態を含むようにヘリカルスキャンを実行することで、駆出量を導出して、血流速度を算出する。そして、制御機能３７ｃは、例えば、造影対象である臓器に対して必要とする造影量が足りない場合、血流速度と同じ速度で造影剤を注入するように、造影剤濃度を増加させたり、注入速度を増加させたりするようにコメントをポップアップ表示する。そして、制御機能３７ｃは、操作者から注入条件の変更を受付けた場合に、造影剤濃度を増加させたり、注入速度を増加させたりする。なお、制御機能３７ｃは、最高血圧と最低血圧とから駆出量を算出するようにしてもよい。これにより、第３の実施形態によれば、血流速度が速い場合にも、コントラストが明確な再構成画像を生成することが可能となる。
【００８８】
（その他の実施形態）
さて、これまで第１の実施形態〜第３の実施形態について説明したが、上記した第１の実施形態〜第３の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【００８９】
制御機能３７ｃは、被検体Ｐについて、造影剤に対する感受性を示す情報を取得し、取得した情報を参照して、被検体Ｐに投与する造影剤の注入条件を決定する。例えば、制御機能３７ｃは、ＨＩＳから造影剤アレルギー等の有無や血中のクレアチン値等の腎機能情報を取得する。そして、制御機能３７ｃは、被検体Ｐが造影剤に対してアレルギーがある場合やクレアチン値が所定の閾値以上である場合には、操作者に対して注意を喚起する。図１３は、その他の実施形態を説明するための図である。
【００９０】
図１３では、被検体Ｐが造影剤に対してアレルギーがある場合を示す。例えば、制御機能３７ｃは、例えば、操作者の注意を喚起するために、「［注意］造影剤アレルギーがあります。」等をポップアップ表示させる。また、制御機能３７ｃは、操作者へ注意を喚起した場合には、造影剤インジェクタへ造影剤の注入を停止させるようにしてもよい。或いは、制御機能３７ｃは、操作者へ注意を喚起した場合に、操作者から造影撮影の指示を受付けた場合には、造影剤量を事前に設定された所定量以下までの注入に制限するようにしてもよい。
【００９１】
また、制御機能３７ｃは、造影剤の注入条件を変更することに対しての承認を担当医に
要求するようにしてもよい。例えば、制御機能３７ｃは、造影剤注入条件の変更を承認するように促すＥｍａｉｌを生成し、担当医宛に送信する。或いは、制御機能３７ｃは、担当医の院内内線等に造影剤注入条件の変更を承認するように促す連絡をする。かかる場合、制御機能３７ｃは、担当医から承認が得られた場合に、造影剤注入条件を変更する。言い換えると、制御機能３７ｃは、担当医から承認が得られるまで、造影剤インジェクタに設定された造影剤量を変更しない。
【００９２】
また、ＡＬ解析の結果、腎臓や肺が片側しか存在しなかった場合や臓器の大きさに係る情報が所定の基準値以下である場合には、標準の人体モデルと相違が生じる。このような場合、制御機能３７ｃは、被検体Ｐに投与する造影剤の注入条件を所定の閾値未満に抑制する。すなわち、制御機能３７ｃは、構成物に係る情報として臓器の大きさに係る情報を導出し、当該臓器の大きさに係る情報が所定の基準値以下である場合に、又は、当該臓器の少なくとも一部が欠失している場合に、被検体Ｐに投与する造影剤の注入条件を所定の閾値未満に抑制する。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、仮想患者上に臓器が欠失していることを認識可能な状態で表示する。例えば、欠失している臓器を塗りつぶしたり、アノテーションを付与したりする。
【００９３】
また、制御機能３７ｃは、決定した注入条件が造影スキャンに使用された場合に、当該注入条件を所定の記憶部に記憶させるようにしてもよい。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１は、造影剤注入条件をＨＩＳやＲＩＳに保存する。そして、Ｘ線ＣＴ装置１は、次回の撮影の際に、造影剤注入条件を利用する。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、決定した注入条件を外部の装置に出力してもよい。
【００９４】
なお、上述した実施形態では、検出機能３７ａは、位置決め画像のボリュームデータ、或いは、診断に用いられる画像のボリュームデータを用いてＡＬ解析を実行するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、検出機能３７ａは、２次元の位置決め画像を用いてＡＬ解析を実行するようにしてもよい。また、検出機能３７ａは、自装置で過去に撮像された同一被検体の診断に用いる画像を用いてＡＬ解析を実行するようにしてもよい。更に、検出機能３７ａは、他装置で撮像された同一被検体の医用画像データを用いてＡＬ解析を実行するようにしてもよい。
【００９５】
また、上述した実施形態では、医用画像撮像装置の一例としてＸ線ＣＴ装置を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、医用画像撮像装置は、Ｘ線診断装置、超音波診断装置、ＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）装置等であってもよい。
【００９６】
また、上述した実施形態では、医用画像撮像装置において、被検体Ｐに投与する造影剤の注入条件を決定する処理を実行するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、医用画像処理装置等を管理装置として設け、この管理装置において、被検体Ｐに投与する造影剤の注入条件を決定する処理を実行するようにしてもよい。すなわち、管理装置は、被検体の画像データを取得する。そして、管理装置は、画像データにおける前記被検体の複数の部位をそれぞれ検出する。続いて、管理装置は、検出結果から、当該被検体内の構成物に係る情報を導出する。そして、管理装置は、構成物に係る情報に基づいて、造影スキャンにおいて被検体に投与する造影剤の注入条件を決定する。
【００９７】
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central  Preprocess  Unit）、ＧＰＵ(Graphics  Processing  Unit)、或いは、特定用途向け集積回
路（Application  Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple  Programmable  Logic  Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex  Programmable  Logic  Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field  Programmable
Gate  Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存された
プログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図２における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
【００９８】
また、上述した実施形態で図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【００９９】
また、第１の実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【０１００】
以上、説明したとおり、各実施形態によれば、被検体に投与する造影剤の注入条件を正確に決定することを可能とする。
【０１０１】
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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【０１０２】
１  Ｘ線ＣＴ装置
３７  処理回路
３７ａ  検出機能
３７ｃ  制御機能
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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