(57)【要約】  Ｘ線ＣＴ装置および被検体にその計測端子が装着され被検体の周期運動部位からの周期運動を表わす波形信号を計測し、計測した信号をＸ線ＣＴ装置の画像処理装置（１２）に入力する被検体の周期運動計測装置（６）から成る、周期運動計測装置を備えたＸ線ＣＴ装置において、画像処理総理（１２）は、撮影開始に先立って周期運動計測装置（６）からの周期運動を表わす波形信号に基づき周期運動部位の運動周期を算出し、周期運動部位の撮影開始に先立って周期運動を表わす波形信号中の特徴点が表われるタイミングを撮影開始準備基準点タイミング（２０２）として予測し、この撮影開始準備基準点タイミング（２０２）に基づいて周期運動部位に関して撮影を希望する周期運動の目的位相が表われるタイミングを撮影開始目的位相タイミング（２３０）として予測、算出するタイミング算出部（１４）を有し、Ｘ線ＣＴ装置の制御装置（１１）はタイミング算出部（１４）から取得した撮影開始目的位相タイミング（２３０）に基づいてＸ線源（１）からのＸ線曝射の開始を制御し、さらにこのタイミング算出部（１４）は、撮影終了に先立って周期運動計測装置（６）が撮影中に計測した周期運動部位の周期運動を表わす波形信号に基づき周期運動部位の運動周期を算出し、周期運動部位の撮影終了に先立って周期運動を表わす波形信号中の特徴点が表われるタイミングを撮影終了準備基準点タイミング（４０１）として予測、算出し、この撮影終了準備基準点タイミング（４０１）に基づいて周期運動部位に関して撮影を希望する周期運動の目的位相タイミング（４２０）として予測、算出し、制御装置（１１）はタイミング算出部（１４）から取得した撮影終了目的位相タイミング（４２０）に基づいてＸ線源（１）からのＸ線曝射の終了を制御する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に照射するためのＸ線源と、
前記被検体を前記Ｘ線源との間に挟んで前記Ｘ線源と対向して配置され前記被検体の透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器を搭載して前記被検体の周囲を回転可能な回転環と、
前記被検体を搭載して被検体の体軸方向への移動可能なテーブルと、
前記Ｘ線検出器によって取得された前記被検体の透過Ｘ線データを基に前記被検体の周期運動部位の断層画像を作成する画像処理装置と、
前記画像処理装置によって作成された断層画像を表示する表示装置と、
を備えたＸ線ＣＴ装置であって、
前記被検体にその計測端子が装着され前記被検体の周期運動部位からの周期運動の波形信号を計測し、その計測された波形信号を前記画像処理装置に入力する被検体の周期運動計測装置を別に有したＸ線ＣＴ装置において、
前記周期運動計測装置によって計測された周期運動波形信号に基づき周期運動部位の運動周期を算出し、その算出された運動周期により周期運動波形信号中の所望の時点を設定し、その設定された所望時点に基づいて前記周期運動部位に関して周期運動の目的位相までの計測すべき開始点又は終了点を算出する計測範囲算出部と、
前記算出された計測すべき開始点又は終了点に基づいて前記Ｘ線源からのＸ線曝射の開始又は終了の少なくとも一方の運動周期を設定し、その設定された運動周期に対応するＸ線曝射の開始又は終了の少なくとも一方により、前記Ｘ線源からのＸ線の照射、前記Ｘ線検出器での前記撮影データの取得、前記テーブルの移動速度、および回転環の回転を制御して撮影を実行させる制御部と、
を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記計測範囲算出部は、撮影開始に先立って前記周期運動計測装置によって計測された周期運動波形信号に基づき周期運動部位の運動周期を算出し、周期運動部位の撮影開始に先立って前記算出された運動周期により周期運動波形信号中の特徴点が表われる撮影開始目的位相を予測算出し、
前記制御部は、前記予測算出された撮影開始目的位相に基づいて前記Ｘ線源からのＸ線曝射の開始を設定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記計測範囲算出部は、撮影終了に先立って前記周期運動計測装置によって撮影中に計測した周期運動部位の周期運動を表わす波形信号に基づき周期運動部位の運動周期を算出し、周期運動部位の撮影終了に先立って前記算出された運動周期により周期運動波形信号中の特徴点が表われる撮影終了準備基準時点を予測算出し、この撮影終了準備基準時点に基づいて前記周期運動部位に関して周期運動の目的位相が表われる所望時点を撮影終了目的時点として予測、算出し、
前記制御装置は前記算出された撮影終了目的位相時点に基づいて前記Ｘ線源からのＸ線曝射を制御することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射範囲を制限するコリメータを備え、上記計測範囲算出部は、撮影に先立って設定された前記コリメータによって制限されたＸ線の照射範囲、前記回転環の回転速度、前記テーブルの移動速度および被検体の体軸方向の位置によって特定された前記周期運動部位の撮影範囲に基づいて撮影終了予定時点を算出し、この算出した撮影終了予定時点に先立って周期運動部位の周期運動を表わす波形信号中の特徴点が表われると予測される時点を前記撮影終了準備基準時点として選択することを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記計測範囲算出部は、前記予測、算出された撮影開始準備基準時点に対応する周期運動を表わす波形信号中の特徴点を受け取った後、前記予測、算出した撮影開始目的位相時点に達する前に前記周期運動計測装置によって非周期運動を表わす特徴点を有する波形信号を受け取った時にはその非周期運動を表わす特徴点を撮影開始準備修正基準時点として算出し、この算出された撮影開始準備修正基準時点に基づいて改めて新しい撮影開始目的位相時点を予測算出することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記計測範囲算出部は、前記予測算出された撮影終了準備基準時点に対応する周期運動を表わす波形信号中の特徴点を受け取った後、前記予測算出された撮影終了目的位相時点に達する前に前記周期運動計測装置から非周期運動を表わす特徴点を有する波形信号を受け取った時にはその非周期運動を表わす特徴点を撮影終了準備修正基準時点としてこの撮影終了準備修正基準時点に基づいて改めて新しい撮影終了目的位相時点を予測算出することを特徴とする請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記撮影開始目的位相時点から撮影に先立って設定されたそれぞれの撮影データ取込み時間幅の１/２に相当する時間だけ差し引いた時点からＸ線曝射が開始されるように前記Ｘ線源からのＸ線曝射を制御することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記撮影終了目的位相時点に撮影に先立って設定されたそれぞれの撮影データ取込み時間幅の１/２に相当する時間を加えた時点でＸ線の曝射が終了するよう前記Ｘ線源を制御することを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記算出された撮影開始準備基準時点および前記撮影終了準備基準時点を表わす信号に基づいて前記テーブルの移動および停止を制御することを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記被検体の周期運動部位は心臓であり、前記周期運動計測装置は心電計であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記被検体の記周期運動部位は肺であり、前記周期運動計測装置は呼吸センサであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の心臓、肺等の周期運動を繰り返す部位（以下周期運動部位と称する）の周期運動を計測する心電計、呼吸センサ等の周期運動検知装置からの周期運動を表す信号波形を利用して周期運動部位の断層像を撮影する周期運動計測装置を備えたＸ線ＣＴ装置の改良に関する。本出願は、日本国特許法に基づく特許出願特願第2005-009731号に基づくパリ優先権主張を伴う出願であり、特願第2005-009731号の利益を享受するために参照による援用を受ける出願である。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線ＣＴ装置を用いて被検体の周期運動部位を撮影する際には、特許文献1に示すように、周期運動計測装置によって周期運動部位の周期運動を計測しながらその周期運動を表す信号波形のある位相に同期してＸ線ＣＴ装置のスキャンを行ったり、あるいは周期運動を表す信号波形のある位相に同期してＸ線ＣＴ装置のスキャンデータを選択、加工して断層画像の再構成に供していた。
【特許文献１】特開2002-330961号公報
【０００３】
しかし、心臓等の周期運動部位は、常に同じ周期で周期運動を繰り返しているとは限らないので、対象としているある周期運動部位のある運動周期の位相における希望する撮影範囲の像を確実に再構成出来る撮影データを得るためには、撮影範囲の始まりの領域および終了の領域が確実に得られるように、その領域の前後でそれぞれ一運動周期分が余分に撮影されていた、例えば６心拍で撮影可能な領域に対し前後１心拍分を足して８心拍分撮影していた。このため、再撮影は回避できたが、さらに余分な運動周期での撮影を不要とすることで、さらなる被検体への低被曝化に対して言及していなかった。【０００４】
本発明の目的は、被検体への被曝を抑制し、かつ対象としている周期運動部位のある運動周期における希望する撮影範囲の全体像を再構成するに十分な撮影データを得ることが可能なＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【発明の開示】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明のＸ線ＣＴ装置は、被検体に照射するためのＸ線源と、前記被検体を前記Ｘ線源との間に挟んで前記Ｘ線源と対向して配置され前記被検体の透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器を搭載して前記被検体の周囲を回転可能な回転環と、前記被検体を搭載して被検体の体軸方向への移動可能なテーブルと、前記Ｘ線検出器によって取得された前記被検体の透過Ｘ線データを基に前記被検体の周期運動部位の断層画像を作成する画像処理装置と、前記画像処理装置によって作成された断層画像を表示する表示装置と、
を備えたＸ線ＣＴ装置であって、前記被検体にその計測端子が装着され前記被検体の周期運動部位からの周期運動の波形信号を計測し、その計測された波形信号を前記画像処理装置に入力する被検体の周期運動計測装置を別に有したＸ線ＣＴ装置において、前記周期運動計測装置によって計測された周期運動波形信号に基づき周期運動部位の運動周期を算出し、その算出された運動周期により周期運動波形信号中の所望の時点を設定し、その設定された所望時点に基づいて前記周期運動部位に関して周期運動の目的位相までの計測すべき開始点又は終了点を算出する計測範囲算出部と、前記算出された計測すべき開始点又は終了点に基づいて前記Ｘ線源からのＸ線曝射の開始又は終了の少なくとも一方の運動周期を設定し、その設定された運動周期に対応するＸ線曝射の開始又は終了の少なくとも一方により、前記Ｘ線源からのＸ線の照射、前記Ｘ線検出器での前記撮影データの取得、前記テーブルの移動速度、および回転環の回転を制御して撮影を実行させる制御部と、を備える。
【０００６】
さらに具体的に説明すると、本発明では、Ｘ線ＣＴ装置および被検体にその計測端子が装着され被検体の周期運動部位からの周期運動を表す波形信号を計測し、計測した信号をＸ線ＣＴ装置の画像処理装置に入力する被検体の周期運動計測装置を備えたＸ線ＣＴ装置において、画像処理装置は、撮影開始に先立って周期運動計測装置からの周期運動を表す波形信号に基づき周期運動部位の運動周期を算出し、周期運動部位の撮影開始に先立って周期運動を表す波形信号中の特徴点が表れるタイミングを撮影開始準備基準点タイミングとして予測、算出し、この撮影開始準備基準点タイミングに基づいて周期運動部位に関して撮影を希望する周期運動の目的位相が表われるタイミングを撮影開始目的位相タイミングとして予測、算出するタイミング算出部を有し、Ｘ線ＣＴ装置の制御装置はタイミング算出部から取得した撮影開始目的位相タイミングに基づいてＸ線ＣＴ装置のＸ線源からのＸ線曝射の開始を制御し、さらにこのタイミング算出部は、撮影終了に先立って周期運動計測装置が撮影中に計測した周期運動部位の周期運動を表す波形信号に基づき周期運動部位の運動周期を算出し、周期運動部位の撮影終了に先立って周期運動を表す波形信号中の特徴点が表れるタイミングを撮影終了準備基準点タイミングとして予測、算出し、この撮影終了準備基準点タイミングに基づいて周期運動部位に関して撮影を希望する周期運動の目的位相が表われるタイミングを撮影終了目的位相タイミングとして予測、算出し、制御装置はタイミング算出部から取得した撮影終了目的位相タイミングに基づいてＸ線源からのＸ線曝射の終了を制御することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は本発明に係る被検体の周期運動計測装置を備えたＸ線ＣＴ装置の概略構成図。
【図２】図２は心電波形の説明図。
【図３】図３は心電波形のＲ波の位相に同期して取り込まれた撮影データとこのデータによって再構成される断層像の体軸方向の位置で特定された範囲を説明する図。
【図４】図４は心電波形に乱れが生じた時に同様に心電波形のＲ波の位相に同期して取り込まれた撮影データとこのデータによって再構成される断層像の体軸方向の位置で特定された範囲を説明する図。
【図５】図５は図３と同じ心電波形のタイミングで心電波形Ｒ−Ｒ  ５０％の位相に同期して取り込まれた撮影データとこのデータによって再構成される断層像の体軸方向の位置で特定された範囲を説明する図。
【図６】図６は本発明の一実施例による心電波形に同期した心臓の撮影開始から終了およびその後の画像再構成に亘る処理の手順を説明するためのフローチャート。
【図７】図７は本発明の一実施例による心電波形のＲ波の位相（Ｒ−Ｒ  １００％）に同期した撮影開始（Ｘ線ＯＮ）のタイミング決定を説明する図。
【図８】図８は本発明の一実施例による心電波形Ｒ−Ｒ  ５０％の位相に同期した撮影開始のタイミング決定を説明する図。
【図９】図９は撮影の開始前に心電波形に不整脈が生じた時の、本発明の一実施例による心電波形のＲ波の位相に同期した撮影開始のタイミング決定を説明する図。
【図１０】図１０は本発明の一実施例による心電波形のＲ波の位相（Ｒ−Ｒ  １００％）に同期した撮影終了（Ｘ線ＯＦＦ）のタイミング決定を説明する図。
【図１１】図１１は本発明の一実施例による心電波形Ｒ−Ｒ  ７０％の位相に同期した撮影終了のタイミング決定を説明する図。
【図１２】図１２は撮影の終了前に心電波形に不整脈が生じたときの、本発明の一実施例による心電波形のＲ波の位相に同期した撮影終了のタイミング決定を説明する図。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。【０００９】
図１に、本実施例によるＸ線ＣＴ装置の構成を示す。図中、１はＸ線管を、２はスキャナガントリを、３は被検体テーブルを、４はＸ線検出器を、５は表示装置を、６は周期運動計測手段としての心電計を、７は画像処理装置を、８は回転環を、９はコリメータを、１０は回転駆動装置を、１１は測定制御装置を、１２はコンピュータを、１３は入力装置を、１４はコンピュータ１２中に含まれている撮影タイミング算出装置をそれぞれ示す。【００１０】
スキャナガントリ２には、回転環８に搭載されたＸ線管１、Ｘ線管１に取り付けられたＸ線束の方向ならびにＸ線照射野（範囲）を制御するコリメータ９、回転環８に搭載されたＸ線検出器４が含まれている。Ｘ線はＸ線管１から照射され被検体を透過してＸ線検出器４で検出される。この際、回転環８が回転することで、被検体の周囲からＸ線透過撮影データが収集される。【００１１】
画像処理装置７は、Ｘ線検出器４で検出された計測データから撮影データを作成し、その撮影データからＣＴ画像信号を算出する。表示装置５は、ＣＴ画像信号をＣＴ画像として表示、出力する。【００１２】
なお、回転環８は回転駆動装置１０によって回転駆動される。また、回転駆動装置１０は測定制御装置１１によって速度、駆動開始、停止等が制御される。また、Ｘ線管１から発生する照射Ｘ線強度やコリメータ９によって制限されるＸ線の照射範囲も、測定制御装置１１によって制御される。この測定制御装置１１はコンピュータ１２によって制御される。【００１３】
心電計６によって計測される電気信号について説明する。図２はこの電気信号の一例である。電気信号は心運動に基づくいくつかの波形上の特徴部分によって構成される。図示したように、各々の特徴部分には、通常、Ｐ波、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、およびＴ波の名称が付けられる。なお、心電同期スキャンおよび再構成では、検出がもっとも確実に行えるＲ波を基準として心拍位相を決定することが多い。【００１４】
図３を用いて、前記心電計６で取得した心拍位相をパラメータとして用いて収集した撮影データから断層像を再構成する方法を説明する。図３中、横軸は時間であり、縦軸は被検体の体軸の位置である。テーブル３が被検体を搭載して、被検体をその体軸方向に送り出す。その際、回転環８が回転することで被検体の周囲から断層像を作成するのに必要な撮影データを撮影する。断層像を作成するのに必要な撮影データは対向X線ビームを使用するとしても少なくとも１８０度方向からの撮影角度範囲が必要である。【００１５】
図中の四角形３１，３２，３３で囲まれた範囲は、取り込まれた撮影データの範囲を示している。四角形３１，３２，３３の横幅はデータを取り込んだ撮影角度の範囲を示しており、この場合の撮影角度範囲は１８０度である。また、四角形３１，３２，３３の縦幅は撮影可能なスライス範囲、つまりスライス方向のＸ線照射範囲を示している。これはまたＸ線検出器４の列数に対応している。また、図中の点線はスライス方向のＸ線照射範囲の移動軌跡を示したものである。これは上記四角形３１，３２，３３の移動軌跡と一致している。なお、点線の傾きはテーブル３の移動速度に相当する。【００１６】
図３では、時間軸（横軸）と平行して心電波形２０を示した。心電波形２０は、例えば、ＥＣＧ（Electro Cardio Gram）信号である。ここでは、Ｒ波を強調して心拍周期を示している。【００１７】
再構成にあたっては、設定した目的の心拍位相で計測された撮影データを抽出して画像再構成を行う。四角形３１，３２，３３で表わされた撮影データは、心拍位相２７，２８，２９にそれぞれ対応している。【００１８】
図３中、４０は四角形３１，３２，３３で表わされる撮影データに基づく体軸方向再構成範囲を示す。図中の三心拍分を撮影した場合は、体軸方向再構成範囲４０について断層像を作成可能となる。また、心臓のスキャノグラム１９は体軸方向再構成範囲４０と並べて描かれている。心臓のスキャノグラム１９は被検体の撮影に先立って、被検体の体軸に沿った一方向からＸ線を照射して得る。この図からは体軸方向再構成範囲４０によって撮影対象である心臓の全領域が撮影範囲に十分に含まれていることが判る。【００１９】
図４は心拍に乱れが生じ予定した心拍２７のタイミングに心拍が現れなかったため３心拍２８，２９，３０に対応して四角形３４，３５，３６で表わされる撮影データが取り込まれた例を示している。この撮影データによって再構成される体軸方向再構成範囲は４１で示されており、取り込んだ撮影データ３４，３５，３６からは心臓のスキャノグラム１９の中４２で示す範囲の画像が再構成出来ないことを示している。【００２０】
図５は図３と同じ心電波形のタイミングで心電波形Ｒ−Ｒ  ５０％の位相に同期して、撮影データ３７，３８，３９を取り込んだ例を示している。この撮影データによって再構成される体軸方向再構成範囲は４３で示されており、取り込んだ撮影データ３７、３８，３９からは、並置された心臓のスキャノグラム１９の中４４で示す範囲の画像が再構成出来ないことを示している。この原因は被検体を載せたテーブルを図３と同じタイミングで駆動したことによる。なお、Ｒ−Ｒ  ５０％は隣接するＲ波同士の間隔を１００％とした場合、相対法で表わした約５０％の位置に相当する心拍位相を示している。【００２１】
次に、図７乃至１２を参照しながら、図６に従って、図１に示した心電計６とＸ線ＣＴ装置の組合せを用いた、本発明の一実施例による、心臓の断層画像を作成するまでのそれぞれの処理ステップを説明する。【００２２】
まず、ステップＳ１００では、被検者を体軸方向に一方向から直線走査して、画像作成の範囲決定のためのスキャノグラム像を撮影する。ここで得た撮影結果は、透視像となり、目的とする撮影部位の撮影時に、被検体テーブル３をどれだけ送り出せばよいかを決定する際の指標となる。【００２３】
ステップＳ１０１では、操作者は撮影条件を入力装置１３から入力して設定する。設定する撮影条件には回転環スキャナ８の回転速度、テーブル移動速度、Ｘ線照射強度、ステップＳ１００で取得したスキャノグラム像を利用した画像を作成する範囲等がある。【００２４】
ステップＳ１０２では、心電計６を用いて撮影開始タイミングの事前決定を目的として心拍をモニタリングする。即ち、図１に示す心電計６を用いて、被検体からのＥＣＧ信号を所定期間モニタリングする。【００２５】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２でモニターした心電波形からその被検体の平均的な１心拍周期ＣＣ（Cardiac Cycle：１回の心拍動に要する時間）を求める。【００２６】
ステップＳ１０２、Ｓ１０３の処理は図７乃至９のMonitor領域の処理に対応している。【００２７】
なお、本実施例では、心電波形の心拍周期、心拍位相を心電波形中のＲ波頂点を基準点として求めているが、図２に示したＰ波、Ｑ波、Ｓ波、およびＴ波等他の特徴部分を基準点としてもよい。【００２８】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で算出した被検体の心拍周期を基に、図１で示した撮影タイミング算出手段１４が、撮影開始タイミング２２０を決定する。以下、本実施例による撮影開始タイミング２２０の算出方法について図７乃至９を参照して説明する。【００２９】
図７は本発明の一実施例による心電波形のＲ波の位相（Ｒ−Ｒ  １００％）に同期した撮影開始〈Ｘ線ＯＮ〉のタイミング決定を説明する図で、横軸に時間を取って、心電計６によって計測される心電波形２０を示し、心電波形２０の下の帯にはＸ線曝射の有無を示したものである。図中、Monitorは心電波形のモニタリングを、PrepＳtは撮影開始準備時間を、ReconTime は再構成必須撮影時間を、２０１は心電波形モニタリング中の最後のＲ波の頂点を、２０２は撮影開始の基準点を、２０３は目的心拍位相２３０でもあるＸ線曝射後にモニタリングされた心拍のＲ波の頂点を、２２０は撮影開始タイミングをそれぞれ示す。【００３０】
基準点２０２から、Ｘ線をオフからオンに変える曝射開始までの時間間隔を撮影開始準備時間PrepStとすると、撮影開始準備時間は以下の式から算出される。
PrepSt ＝ CC＊ReconPhase − ReconTime／2  ……（１）
PrepSt：  撮影開始準備時間
CC：  １心拍周期
ReconPhase：  目的心拍位相（ここでは1.0）
ReconTime：  再構成必須撮影時間
【００３１】
式中の再構成必須撮影時間ReconTimeとは１枚の断層像を再構成するために最低限必要なデータを収集するのに要する撮影時間である。本実施例の心臓撮影の場合、約１８０度の撮影データを用いて画像再構成を行う手法が用いられているので、その場合前記再構成必須撮影時間ReconTimeは回転環スキャナの回転時間の約1/2に相当する。再構成必須撮影時間ReconTimeは、Ｘ線ＣＴ装置の諸元や再構成条件によって左右されるため、ステップＳ１０１にて算出しておいてもよいし、このステップＳ１０４に至るまでに算出してもよい。【００３２】
ここで、撮影開始準備時間PretStを求めるにあたり、再構成必須撮影時間ReconTimeの半値を差し引いている理由は、周期運動部位の断層像を再構成する場合、画像の再構成に用いる撮影データの中央位置が目的の心拍位相になるように撮影データの取り込み範囲を設定するためである。言い換えれば、目的位相の時間的一点と撮影データの中心部を一致させて撮影データを選択し、これを再構成すると、目的心拍位相の画質が最良化されるからである。また、ＣＣは、上記ステップＳ１０３で算出した１心拍周期である。以上のようにして、再構成必須撮影時間ReconTimeの中間を目的心拍位相２０３に合わせて、求める撮影開始タイミング２２０を算出する。この際、予測された直前の心拍２０２をトリガーとして、（式１）で求めた撮影開始準備時間PrepSt経過後に曝射が開始されるように、図１の測定制御装置１１が動作する。【００３３】
次に、図８を参照して、隣接するＲ波の間の任意の位相での即ち、Ｒ波の頂点以外の目的心拍位相２３０での撮影開始タイミング２２０の算出方法について説明する。【００３４】
具体的には、図８は本発明の一実施例による心電波形Ｒ−Ｒ  ５０％の位相に同期した撮影開始のタイミング決定を説明する図である。【００３５】
以下、（式２）にて目的心拍位相２３０の特定について説明し、次に（式３）にて撮影開始タイミングの算出方法について説明する。
PhaseTime ＝ CC＊ReconPhase  ……（２）
PhaseTime：  基準点から目的心拍位相までの時間
CC：  １心拍周期
ReconPhase：  目的心拍位相（ここでは0.5）
【００３６】
断層像を再構成する目的心拍位相を指定して、基準点から目的心拍位相までの時間Phase Timeを使用して、撮影開始準備時間PrepStは以下の（式３）から算出される。
PrepSt ＝ PhaseTime − ReconTime／2  ……（３）
PrepSt：  撮影開始準備時間
PhaseTime：  基準点から目的心拍位相までの時間
ReconTime：  再構成必須撮影時間
【００３７】
以上のようにして、再構成必須撮影時間ReconTimeの中間を目的心拍位相２３０に合わせて求めた撮影開始タイミング２２０を決定する。この際、予測した直前の心拍２０２をトリガーとして、（式３）で求めた撮影開始準備時間PrepSt経過後に曝射が開始されるように、図１の測定制御装置１１が動作する。【００３８】
次に、図９を参照して、心電波形に不整脈が現れた場合の撮影開始タイミングの算出方法について説明する。図９は、Ｒ波の頂点が目的心拍位相となる場合において、不整脈により撮影開始タイミングの算出が図７の方法ではできない場合を示す図である。不整脈とは、突発的に周期外の心拍動が発生する場合である。心電波形に不整脈が現れると、撮影開始準備時間PrepStに誤差が生じ、正しいタイミングで撮影を開始することができない。【００３９】
基準点を基に撮影開始準備時間PrepStを求めるまでは、図７を参照し、（式１）で求めたものと同じである。つまり、タイミング算出手段１４は、一度図７で説明したように予測基準点２０２を基に撮影開始準備時間PrepStを求める。次に、図１の心電計６では、撮影開始準備時間PrepStの間に突発的な心拍動の発生が無いかをモニターする。発生が確認された場合は、撮影タイミング算出手段１４は、発生後の基準点２０９を修正基準点として、再度、撮影開始準備時間PrepStを算出し直して、撮影開始タイミング２２０を算出する。【００４０】
以上のようにして、再構成必須撮影時間ReconTimeの中間を目的心拍位相２３０に合わせて求めた撮影開始タイミング２２０を決定する。この際、直前の修正基準点である心拍２０９をトリガーとして、（式１）で求める撮影開始準備時間PrepSt経過後に曝射が開始されるように、図１の測定制御装置１１が動作する。【００４１】
以上の処理により突発的な心拍動が発生した場合にも、正しいタイミングで撮影を開始することができる。【００４２】
以上、ステップＳ１０４の詳細について説明したが、また図６に戻りステップＳ１０５以下を説明する。ステップＳ１０５では、測定制御装置１１によって、ステップＳ１０４で算出し、予測した基準点の計測時刻２０２と撮影開始準備時間PrepStを基にＸ線の曝射やテーブル移動等、撮影に必要な各部の動作を開始させると共に撮影が開始される。【００４３】
撮影開始後撮影と並行して、ステップＳ１０６、Ｓ１０７では、先に説明したステップＳ１０２，Ｓ１０３と同様に、ステップＳ１０８における撮影終了タイミングの算出に必要な心電波形のモニタリングおよびそれに基づく心拍周期の算出を行う。【００４４】
ステップＳ１０８では、図１に示した撮影タイミング算出手段１４がステップＳ１０７で計測された心拍周期を基に撮影終了タイミングを算出する。以下、撮影終了タイミング４３０の算出方法について図１０乃至１２を参照して説明する。【００４５】
図１０は本発明の一実施例による心電波形のＲ波の位相（Ｒ−Ｒ  １００％）に同期した撮影終了〈Ｘ線ＯＦＦ〉のタイミング決定を説明する図で、横軸に時間を取って、心電計６によって計測される心電波形２０を示し、心電波形２０の下の帯にはＸ線曝射の有無を示したものである。図中、Monitorは撮影中のモニタリングを、PrepEdは撮影終了準備時間を、ReconTimeは再構成必須撮影時間を、４０１はＸ線曝射中にモニターされた心拍をＲ波の頂点として捕らえられ、予測された撮影終了の基準点、即ち撮影終了準備開始始点を、４１０は、撮影に先立って設定されたコリメータ９によって制限されたＸ線の照射範囲、回転環スキャナ８の回転速度、テーブルの移動速度および撮影対象の心臓の撮影範囲に基づいて事前にタイミング算出部１４で算出された撮影終了予定タイミング、４０２は目的心拍位相４２０でもあるＸ線曝射終了直前にモニタリングされる心拍のＲ波の頂点を、４３０は撮影終了タイミングをそれぞれ示す。【００４６】
ステップＳ１０８では、まずＳ１０１で設定した撮影範囲の画像再構成に必要な撮影データの収集が終了する時刻を撮影終了予定タイミング４１０として取り込む。この撮影終了予定タイミング４１０は、丁度Ｘ線検出器４が撮影範囲の最終スライス面を撮影し終わる時点であり、目的心拍位置に基づく心電の同期のスキャンを考慮しない通常の画像再構成に必要な撮影範囲である。【００４７】
そこで、撮影終了予定タイミング４１０以降の目的心拍位相において検出器が最終スライス位置を撮影するために必要な時間を算出する。このため、心電波形のモニタリングMonitorにより、撮影終了タイミング４３０の基準となる撮影終了準備基準点タイミング４０１を予測、算出し、これに撮影終了準備時間PrepEdを加算して撮影終了タイミング４３０とする。【００４８】
撮影終了準備基準点タイミング４０１から、Ｘ線曝射終了までの時間間隔を撮影終了準備時間PrepEdとすると、撮影終了準備時間は以下の（式４）で算出される。
PrepEd ＝ CC＊ReconPhase ＋ ReconTime／2  ……（４）
PrepEd：  撮影終了準備時間
CC：  １心拍周期
ReconPhase：  目的心拍位相（ここでは1.0）
ReconTime：  再構成必須撮影時間
【００４９】
上記の（式４）中の撮影終了準備時間PrepEdは、隣接するＲ波間のすべての心拍位相の撮影データを再構成する場合の撮影終了準備時間PrepEdを算出する際にも当てはまる。しかし、再構成する心拍位相が撮影時に予め決まっている場合は、ReconTimeを調整することで、さらに撮影終了タイミング４３０を早め、被曝の低減を図ることが可能である。【００５０】
次に図１１を参照して、隣接するＲ波の間の即ちＲ波の頂点以外の目的心拍位相４２０での撮影終了タイミング４３０の算出方法について説明する。【００５１】
具体的には図１１は本発明の一実施例による心電波形Ｒ−Ｒ  ７０％の位相に同期した撮影終了のタイミング決定を説明する図である。【００５２】
まず、ステップＳ１０８では、ステップＳ１０７で求めた１心拍周期を基に、予測された撮影終了基準点４０１から目的心拍位相４２０までの時間PhaseTimeを以下の（式５）で算出する。
PhaseTime ＝ CC＊ReconPhase  ……（５）
PhaseTime：  基準点から目的心拍位相までの時間
CC：  １心拍周期
ReconPhase：  目的心拍位相（ここでは0.7）
【００５３】
再構成必須撮影時間ReconTimeの半値をPhaseTimeに付加している理由は、図７に関して撮影開始タイミングについて説明したように、周期運動部位の撮影データを再構成する場合、画像の再構成に用いる撮影データの中央位置が目的の心拍位相になるように撮影データの取り込みの範囲を設定するためである。言い換えれば、目的心拍位相の心電波形上の一点と撮影データの中央部を一致させて撮影データを選択し、これを再構成すると、目的心拍位相の画質が最良化されるからである。【００５４】
以上より、基準点４０１に加算する撮影終了準備時間PrepEdは、以下の式で算出される。
PrepEd ＝ PhaseTime ＋ ReconTime／2  ……（６）
PrepEd：  撮影終了準備時間
PhaseTime：  基準点から目的心拍位相までの時間
ReconTime：  再構成必須撮影時間
【００５５】
なお、撮影終了予定タイミング４１０は、図１０において説明したと同様にＸ線検出器４が撮影範囲の最終スライス面を撮影し終わる時点であり、目的心拍位相に基づく心電同期スキャンを考慮しない通常の画像再構成に必要な撮影範囲である。従って、撮影終了タイミング４３０が撮影終了予定タイミング４１０より後の時点で生じていればよい。【００５６】
次に、図１２を参照して、撮影中、心電波形に不整脈が現れた場合の撮影終了タイミング４３０の算出方法について説明する。図１２は、Ｒ波の頂点が目的心拍位相となる場合において、不整脈により撮影終了タイミングの算出が図１０の方法ではできない場合についての修正変更方法を示している。この場合、撮影終了準備時間PrepEdに誤差が生じ、正しいタイミングで撮影を終了することができない。【００５７】
そこで以下のような修正変更を加える。基準点を基に、撮影終了準備時間PrepEdを求めるまでは図１０におけると同じである。図１２の場合は、さらに、目的心拍位置４２０でもある基準点４０２が計測されるまでの期間に突発的な心拍動の発生の有無を、図１の心電計６にてモニターする。突発的な心拍動の発生が確認された場合は、発生後の基準点４０５を修正基準点として再度、撮影終了準備時間PrepEdを算出する。以上の処理により突発的な心拍動が発生した場合にも、正しい撮影終了タイミング４３０で撮影を終了することができる。【００５８】
ステップＳ１０９では、測定制御装置１１はＳ１０８の結果として求められた撮影終了タイミング４３０が到来したら、Ｘ線の曝射を停止する。また、同じくステップＳ１０８で求めた基準点４０１の計測時刻と撮影終了準備時間PrepEdを基に、テーブル移動停止などの撮影停止に必要な各部の動作を開始する。【００５９】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１０６以降で心電計６によってモニタリングされた目的心拍位相に同期して取得された撮影データの再構成を実施する。【００６０】
以上説明したように、本実施例によれば、それぞれの目的心拍位相に同期して撮影開始タイミング２２０および撮影終了タイミング４３０を適切に設定することにより、より低被曝での撮影が出来、その結果被検体への被曝を低減できると共に撮影前および撮影中に不整脈等の非周期運動が現れた場合にも、撮影開始タイミング２２０および撮影終了タイミング４３０に最小限の修正を加えて撮影を継続、終了することが出来る。【００６１】
なお、上記の実施例では周期運動計測装置を心電計とし、心臓を撮影対象として説明したが、周期運動を行う臓器であれば、上記と同様に本発明を適用することが可能である。【００６２】
例えば、呼吸センサを用いれば、肺野等の撮影にも適用可能である。【００６３】
なおまた、実施例では、ある一つの目的心拍位相における断層像を作成する場合について説明したが複数の目的心拍位相について一度に撮影データの取り込みを行い、心拍位相の異なる複数種の断層像を同時に作成してもよい。【００６４】
また、Ｘ線曝射のタイミングは、スキャン制御の精度により、所定の時間的マージンを設けてもよい。
【図１】
2006077869.tif 000002
【図２】
2006077869.tif 000003
【図３】
2006077869.tif 000004
【図４】
2006077869.tif 000005
【図５】
2006077869.tif 000006
【図６】
2006077869.tif 000007
【図７】
2006077869.tif 000008
【図８】
2006077869.tif 000009
【図９】
2006077869.tif 000010
【図１０】
2006077869.tif 000011
【図１１】
2006077869.tif 000012
【図１２】
2006077869.tif 000013
【国際調査報告】
2006077869.tif 000014
2006077869.tif 000015
2006077869.tif 000016
2006077869.tif 000017