特許 5773575 Ｘ線コンピュータ断層撮影装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5773575

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月2日

(54)【発明の名称】Ｘ線コンピュータ断層撮影装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20150813BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 370B

   A61B6/03 370F

   A61B6/03 330C

   A61B6/03 375

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2010-83796(P2010-83796)

(22)【出願日】2010年3月31日

(65)【公開番号】特開2011-212258(P2011-212258A)

(43)【公開日】2011年10月27日

【審査請求日】2013年2月26日

【審判番号】不服2014-8494(P2014-8494/J1)

【審判請求日】2014年5月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】東芝メディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(72)【発明者】

【氏名】津雪 昌快

【合議体】

【審判長】 尾崎 淳史

【審判官】 麻生 哲朗

【審判官】 ▲高▼橋 祐介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３４０８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５３３８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１６０３９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

A61B6/00-6/14

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体をＸ線でスキャンするためにＸ線管とＸ線検出器とを支持するスキャン機構と、
前記被検体の息止め時における呼吸レベルの目標値を記憶する第１の記憶部と、
前記呼吸レベルの目標値を利用して前記被検体に呼吸指示を実行する呼吸指示部と、
前記スキャン機構によるスキャンの開始タイミングにおける心拍数の目標値又は息止め経過時間の目標値を記憶する第２の記憶部と、
前記心拍数の目標値と前記被検体のリアルタイムの心拍数の計測値とに従って、又は前記目標息止め経過時間と前記被検体のリアルタイムの息止め経過時間の計測値とに従って、前記開始タイミングを制御する制御部と、
前記被検体の心拍数又は前記被検体の息止め経過時間を計測する計測部と、
を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記心拍数のリアルタイムの計測値が前記目標心拍数に略一致するか否かを判定し、判定結果に従って前記開始タイミングを制御する、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】

前記呼吸指示部は、前記被検体のリアルタイムの呼吸レベルの計測値と前記呼吸レベルの目標値との大小関係及び差分の少なくとも一方に応じた前記呼吸指示を実行する、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】

前記制御部は、前記被検体のリアルタイムの呼吸レベルの計測値が前記呼吸レベルの目標値に略一致するか否かを判定し、判定結果に応じて前記開始タイミングを制御する、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、心臓をＸ線でスキャンするＸ線コンピュータ断層撮影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ装置と呼ぶことにする。）により心臓のスキャンが行われている。心臓の画像診断のために、造影相における心臓に関するＣＴ画像と非造影相における心臓に関するＣＴ画像との差分画像がしばしば利用されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

拍動や呼吸動に伴いスキャン領域内における心臓の位置や形状は激しくする。従って、造影相のスキャン時と非造影相のスキャン時とにおいてスキャン領域内における心臓の位置や形状を揃えることは困難であり、造影相に関するＣＴ画像と非造影相に関するＣＴ画像とにそれぞれ含まれる心臓領域の位置や形状が異なってしまう。そのため、これらＣＴ画像間の差分による血管領域の抽出精度が悪く、差分画像の画質向上が望まれている。

【0004】

本発明の目的は、造影効果の異なる複数のタイミングにおいて心臓をスキャンするＸ線ＣＴ装置において、心臓の位置及び形状合わせの精度向上を実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の第１局面に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体をＸ線でスキャンするためにＸ線管とＸ線検出器とを支持するスキャン機構と、前記被検体の息止め時における呼吸レベルの目標値を記憶する第１の記憶部と、前記呼吸レベルの目標値を利用して前記被検体に呼吸指示を実行する呼吸指示部と、前記スキャン機構によるスキャンの開始タイミングにおける心拍数の目標値又は息止め経過時間の目標値を記憶する第２の記憶部と、前記心拍数の目標値と前記被検体のリアルタイムの心拍数の計測値とに従って、又は前記目標息止め経過時間と前記被検体のリアルタイムの息止め経過時間の計測値とに従って、前記開始タイミングを制御する制御部と、前記被検体の心拍数又は前記被検体の息止め経過時間を計測する計測部と、を具備する。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、造影効果の異なる複数のタイミングにおいて心臓をスキャンするＸ線ＣＴ装置において、心臓の位置及び形状合わせの精度向上を実現することにある。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のシステム構成の一例を示す図。

【図2】本発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のシステム構成の他の例を示す図。

【図3】本発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す図。

【図4】図３のシステム制御部の制御のもとに行われる検査シーケンスの一例を示す図。

【図5】図１のモニタに表示される目標呼吸レベルの表示例を示す図。

【図6】図４の２回目の目標息止めレベルの第１のパターンを示す図。

【図7】図４の２回目の目標息止めレベルの第２のパターンを示す図。

【図8】図１のシステム制御部の制御のもとに行われる第２の心臓スキャンの開始タイミングの制御処理の典型的な流れを示す図。

【図9】本実施形態の変形例１に係るシステム制御部の制御のもとに行われる、変形例１に係る検査シーケンスの一例を示す図。

【図10】本実施形態の変形例２に係るシステム制御部の制御のもとに行われる、変形例２に係る検査シーケンスの一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係わるＸ線ＣＴ装置を説明する。

【0009】

Ｘ線ＣＴ装置には、Ｘ線管とＸ線検出器とが１体となって被検体の周囲を回転するＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥタイプや、リング状に多数の検出素子が配列され、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転するＳＴＡＴＩＯＮＡＲＹ／ＲＯＴＡＴＥタイプ等様々なタイプがあるが、いずれのタイプにも本実施形態は適用可能である。ここでは、ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥタイプとして説明する。

【0010】

また、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置により利用される画像再構成法には、フルスキャン法とハーフスキャン法とがある。フルスキャン法では、１ボリュームのＣＴ画像のデータを再構成するために、被検体の周囲１周、すなわち約２π［ｒａｄ］分の投影データが必要である。また、ハーフスキャン法では、１ボリュームのＣＴ画像のデータを再構成するために、π＋α［ｒａｄ］（α：ファン角）分の投影データが必要である。本実施形態は、フルスキャン法とハーフスキャン法とのいずれの方法も適用可能である。しかし、以下、説明を具体的に行なうため本実施形態は、フルスキャン法を採用するとする。

【0011】

本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体の心臓をスキャン対象とし、心臓領域内の診断部位の造影効果が異なる２つのタイミングの各々において心臓スキャンを実行する。心臓スキャンは、以下の２つのスキャン方式を含む。１つ目は、心電波形に同期して特定の心電位相のみＸ線を照射して投影データを収集する方式。この場合、収集された投影データに基づいてＣＴ画像のデータを再構成する。２つ目は、Ｘ線を連続的に照射しながら複数周分の投影データを収集する方式（いわゆるダイナミックスキャン）。この場合、収集された投影データのうちの特定の心電位相の投影データに基づいてＣＴ画像のデータを再構成する。本実施形態においては、上記の２種類の心臓スキャンが適用可能であるが、以下の説明の簡単のため２番目の心臓スキャンを実行するものとする。

【0012】

本実施形態においては心臓スキャンを２回実行するものとする。初めに実行される心臓スキャンを第１の心臓スキャン、第１の心臓スキャンの後に実行されるものを第２の心臓スキャンと呼ぶことにする。

【0013】

図１と図２とは、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略的なシステム構成を示す図である。図１に示すシステム構成においては、Ｘ線ＣＴ装置と心電計と呼吸センサとがケーブルを介して接続されている。図１のシステムにおいて被検体や操作者は、Ｘ線ＣＴ装置に搭載されたモニタと呼吸センサに搭載されたモニタとを利用できる。一方、図２に示すシステム構成においては、呼吸センサが内蔵されたＸ線ＣＴ装置と心電計とがケーブルを介して接続されている。図２のシステムにおいて被検体や操作者は、Ｘ線ＣＴ装置に搭載されたモニタのみを利用である。以下の説明を具体的に行うため、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、図１のシステム構成下にあるものとする。

【0014】

図３は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。図１に示すように、スキャン機構（ガントリ）１０と画像処理装置３０とを搭載する。

【0015】

スキャン機構１０は、被検体ＰをＸ線でスキャンするための様々な機構を有する。具体的には、スキャン機構１０は、円環又は円板状の回転フレーム１２を搭載する。回転フレーム１２の内周側には、天板１４に載置された被検体Ｐが挿入されるスキャン領域が形成される。天板１４は、図示しない寝台により長手方向と上下方向とに沿ってスライド可能に支持されている。

【0016】

回転フレーム１２は、天板１４に載置された被検体Ｐを挟んで対向するようにＸ線管１６とＸ線検出器１８とを支持する。回転フレーム１２は、回転駆動部２０からの駆動信号の供給を受けてＸ線管１６とＸ線検出器１８とを回転軸Ｚ周りに回転させる。回転フレーム１２の回転軸Ｚは、典型的には、天板１４の長軸に平行に配置される。回転駆動部２０は、画像処理装置３０内のスキャン制御部４４による制御に従って回転フレーム１２を回転する。

【0017】

Ｘ線管１６は、高電圧発生部２２から高電圧の印加を受けてＸ線を発生する。高電圧発生部２２は、画像処理装置３０内のスキャン制御部４４による制御に従ってＸ線管１６に高電圧を印加する。

【0018】

Ｘ線検出器１８は、Ｘ線管１６から発生され被検体Ｐを透過したＸ線を検出し、検出されたＸ線の強度に応じた電流信号を生成する。Ｘ線検出器１８には、データ収集回路（ＤＡＳ）２４が接続されている。

【0019】

データ収集回路２４は、スキャン制御部４４による制御に従ってＸ線検出器１８から電流信号を読み出す。データ収集回路２４は、読み出された電流信号を増幅し、増幅された電流信号をデジタル変換することによって、デジタル信号である投影データを生成する。生成された投影データは、図示しない非接触データ伝送部を介して画像処理装置３０に供給される。なお、１のビュー（Ｘ線の照射角度）に関する投影データの集合を投影データセットと呼ぶことにする。

【0020】

画像処理装置３０には、ケーブル等を介して心電計１００と呼吸センサ２００とが接続されている。

【0021】

心電計１００は、被検体Ｐの心臓から生じる電気信号（心電図信号）を電気的に検出し、検出された心電図信号に基づいて心電図波形を生成する。生成された心電図波形のデータは、画像処理装置３０に供給される。また、心電計１００は、被検体Ｐに関する心拍数を計測する。具体的には、そして心電計１００は、生成された心電図波形から１分間あたりの心拍数を計測する。心拍数の計測値（以下、心拍数値と呼ぶことにする。）は、画像処理装置３０に供給される。このように心電計１００は、心電図波形の生成部と心拍数の計測部として機能する。

【0022】

呼吸センサ２００は、被検体Ｐに関する呼吸レベルを計測する。呼吸レベルは、被検体Ｐの呼吸動に伴って周期的に変化する計測値である。呼吸センサ２００としては、既存のあらゆるタイプのものが利用可能である。例えば、被検体Ｐの腹部の動きを計測するレーザ波長器が利用可能である。この場合、典型的には、呼吸レベルは、呼吸動に伴って変化する被検体Ｐの腹部表面の位置に対応する。呼吸レベルの計測値（以下、呼吸レベル値と呼ぶことにする。）は、画像処理装置３０に供給される。また、呼吸センサ２００は、呼吸レベル値に基づいて被検体Ｐの息止め経過時間をリアルタイムで計測する。息止め経過時間は、被検体Ｐが息止めを開始した時間から計測時間までの経過時間である。息止め経過時間は、理想的には呼吸レベル値が一定値を保っている期間、実際的には呼吸レベル値が既定範囲内に留まっている期間として規定される。息止め経過時間の計測値（以下、息止め経過時間値と呼ぶことにする。）は、画像処理装置３０に供給される。このように呼吸センサ２００は、呼吸レベルの計測部と息止め経過時間の計測部として機能する。

【0023】

画像処理装置３０は、インターフェース部３２、前処理部３４、再構成部３６、減算部３８、呼吸指示部４０、記録部４２、スキャン制御部４４、モニタ４６、スピーカ４８、操作部５０、記憶部５２、及びシステム制御部５４を備える。

【0024】

インターフェース部３２は、スキャン機構１０、心電計１００、及び呼吸センサ２００と画像処理装置３０との間のデータの送受信を行う。

【0025】

前処理部３４は、データ収集回路２４から供給された投影データに対数変換や感度補正等の前処理を施す。前処理が施されることにより、画像再構成に利用される投影データが生成される。なお投影データセットは、心電計１００からの心電図波形上の心電位相に関連付けられて管理される。

【0026】

再構成部３６は、前処理が施された投影データに基づいて被検体Ｐの心臓に関するＣＴ画像のデータを再構成する。具体的には、再構成部３４は、特定の一心電位相に関する複数の投影データセットに基づいて、この特定の心電位相に関するＣＴ画像のデータを発生する。上述のように本実施形態においては、第１の心臓スキャンと第２の心臓スキャンとが実行される。第１の心臓スキャンにより収集された投影データに基づくＣＴ画像のデータを第１のＣＴ画像のデータ、第２の心臓スキャンにより収集された投影データに基づくＣＴ画像のデータを第２のＣＴ画像のデータと呼ぶことにする。

【0027】

減算部３８は、第１のＣＴ画像のデータと第２のＣＴ画像のデータとを減算処理し、第１のＣＴ画像のデータと第２のＣＴ画像のデータとに基づく差分画像のデータを発生する。例えば、減算部３８は、差分画像のデータを発生するために、第１のＣＴ画像のデータから第２のＣＴ画像のデータを減算する。

【0028】

呼吸指示部４０は、モニタ４６やスピーカ４８を介して息止めの開始指示や息止めの終了指示を実行する。息止めの開始指示において呼吸指示部４０は、目標息止めレベルを利用して被検体Ｐに呼吸指示をする。例えば、呼吸指示部４０は、目標息止めレベルをモニタ４６に表示することにより、被検体Ｐに目標息止めレベルを報知する。これにより被検体Ｐに目標息止めレベルで息止めすることを促す。目標息止めレベルは、息止めをするにあたって被検体Ｐが目標とする呼吸レベルの目標値であり、異なるタイミングのスキャン間に亘って被検体Ｐに均一な呼吸レベルでの息止めを促すための目印となる。被検体Ｐは、息止め時において呼吸レベルのリアルタイムの計測値が目標息止めレベルに一致するように息止めをする。

【0029】

記録部４２は、心電計１００からの心拍数値をモニタリングし、心臓スキャン時における心拍数値を記録する。記録された心拍数値は、その後の心臓スキャンの開始タイミングにおける心拍数の目標値（以下、目標心拍数と呼ぶことにする。）として利用可能である。また、記録部４２は、呼吸センサ２００からの息止め経過時間値をモニタリングし、心臓スキャン時における息止め経過時間値を記録する。記録された息止め経過時間値は、その後の心臓スキャンの開始タイミングにおける息止め経過時間の目標値（目標息止め経過時間と呼ぶことにする。）として利用可能である。また、記録部４２は、呼吸センサ２００からの呼吸レベル値をモニタリングし、心臓スキャン時（すなわち、被検体Ｐの息止め時）における呼吸レベル値（以下、息止めレベルと呼ぶことにする。）を記録する。記録された息止めレベルは、その後の心臓スキャンにおける目標息止めレベルとして利用可能である。

【0030】

スキャン制御部４４は、被検体ＰをＸ線でスキャンするためにスキャン機構１０を制御する。具体的には、まずスキャン制御部４４は、心電計１００からのリアルタイムの心拍数値が目標心拍数に基づくスキャン開始条件（以下、心拍数条件と呼ぶことにする。）を満たすか否かを判定する。心拍数条件を満たすと判定した場合、スキャン制御部４４は、スキャン機構１０を制御し、心臓スキャンを開始する。一方、心拍数条件を満たさないと判定した場合、スキャン制御部４４は、心臓スキャンの開始を待機する。心拍数値による判定の代替としてスキャン制御部４４は、息止め経過時間値を利用してもよい。この場合、具体的には、まずスキャン制御部４４は、呼吸センサ２００からのリアルタイムの息止め経過時間値が目標息止め経過時間に基づくスキャン開始条件（以下、息止め経過時間条件と呼ぶことにする。）を満たすか否かを判定する。息止め経過時間条件を満たすと判定した場合、スキャン制御部４４は、スキャン機構１０を制御し、心臓スキャンを開始する。一方、息止め経過時間条件を満たさないと判定した場合、スキャン制御部４４は、心臓スキャンの開始を待機する。このようにスキャン制御部４４は、目標心拍数と被検体Ｐのリアルタイムの心拍数値とに従って、又は目標息止め経過時間と被検体Ｐのリアルタイムの息止め経過時間値とに従って、スキャン機構１０による被検体Ｐの心臓スキャンの開始タイミングを制御する。

【0031】

モニタ４６は、心臓スキャン時において被検体Ｐに視認可能な位置に設置されている。モニタ４６は、呼吸センサ２００からの呼吸レベル値の波形や目標息止めレベルを既定の表示レイアウトで表示する。また、モニタ４６は、各種のＣＴ画像を表示してもよい。

【0032】

スピーカ４８は、呼吸指示のための音声を出力する。例えば、スピーカ４８は、「息止めを開始して下さい」や「息止めを終了して下さい」等の音声を出力する。

【0033】

操作部５０は、操作者からの各種指令や情報入力を受け付ける。入力デバイスとしては、キーボードやマウス、スイッチ等が利用可能である。

【0034】

記憶部５２は、投影データや、各種のＣＴ画像のデータを記憶する。また、記憶部５２は、目標息止めレベル、目標心拍数、目標息止め経過時間を記憶する。また、記憶部５２は、Ｘ線ＣＴ装置の制御プログラムを記憶している。この制御プログラムは、後述する心臓スキャンの開始タイミングの制御機能をシステム制御部５４に実行させるためのものである。

【0035】

システム制御部５２は、Ｘ線ＣＴ装置の中枢として機能する。具体的には、システム制御部５２は、記憶部５０に記憶されている制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従って各部を制御する。

【0036】

次に本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作例を具体的な検査シーケンスを例に挙げて説明する。以下の検査シーケンスにおいて、第１の心臓スキャンは造影スキャンであり、第２の心臓スキャンは非造影スキャンであるとする。なお造影スキャンは、造影剤の注入期間のような、造影効果が比較的に高い造影相に実行されるスキャンを意味する。造影スキャンとしては、例えば、ＣＴＡ（CT Angiography）が該当する。反対に非造影スキャンは、造影剤の注入終了後のような、造影効果が比較的に低い非造影相に実行されるスキャンを意味する。なお本実施形態において、非造影相には、遅延造影（Late Enhance）のためのスキャンに対応する期間も含まれるとする。

【0037】

図４は、システム制御部５４の制御のもとに行われる、本実施形態に係る検査シーケンスの一例を示す図である。図４に示すように、第１の心臓スキャンの前に、造影効果をモニタリングするためのモニタリングスキャンが実行される。まず、技師等の操作者により被検体Ｐに造影剤が注入される。そして造影剤の注入開始後、操作者は、操作部５０を介してモニタリングスキャンの開始指示を入力する。操作部５０を介して開始指示が入力されたことを契機としてスキャン制御部４４は、モニタリングスキャンを開始する。モニタリングスキャン中においてスキャン制御部４４は、回転フレーム１２を回転させながら、第１の心臓スキャンに比して低いＸ線量を有するＸ線をＸ線管１６から連続的に照射し、データ収集部２４に投影データを収集させる。再構成部３６は、収集された投影データに基づいて既定の断面に関するＣＴ画像のデータを時系列で発生する。既定の断面は、例えば、検査部位を含むように設定される。スキャン制御部４４は、時系列で発生されたＣＴ画像上の既定のＲＯＩにおける造影剤濃度指標値（例えば、平均ＣＴ値）をモニタリングする。平均ＣＴ値や時系列のＣＴ画像は、モニタ４６に表示される。

【0038】

スキャン制御部４４によりモニタリングされている平均ＣＴ値が既定の閾値に到達したことを契機として呼吸指示部４０は、息止め開始指示を実行する。なお、呼吸指示部４０は、ユーザにより操作部５０を介して息止めの開始指示が入力されることを契機として息止め開始指示を実行してもよい。息止め開始指示において呼吸指示部４０は、モニタ４６やスピーカ４８を介して、被検体Ｐに息止めを開始する旨のメッセージを報知する。この際、呼吸指示部４０は、図５に示すように、被検体Ｐの呼吸レベル値の波形に目標息止めレベルＴＬを示すラインを重ね合わせてモニタ４６に表示する。被検体Ｐは、モニタ４６を観察し、自身の呼吸レベルが目標息止めレベルに一致するタイミングで息止めを試みる。

【0039】

息止めが行われると記録部４２は、呼吸センサ２００からの呼吸レベルをモニタリングし、息止めレベルを記録する。記録部４２は、例えば、ユーザにより操作部５０を介して記録指示がなされたことを契機として、記録指示がなされた時点における呼吸レベル値を息止めレベルとして記録する。他の記録方法として記録部５０は、息止めレベルの判定条件が満足されたタイミングにおける呼吸レベル値を息止めレベルとして記録する。息止めレベルの判定条件は、時間経過に伴う息止めレベルの典型的な変化パターンに従って規定される。例えば、息止めレベルの判定条件は、呼吸レベル値が既定期間（例えば、１秒等）既定範囲内にあることである。既定範囲は、操作部５０を介して操作者により任意に設定可能である。記録された息止めレベルは、記憶部５２に記憶される。

【0040】

造影効果が所望のレベルに達すると、スキャン制御部４４は、モニタリングスキャンを停止し、第１の心臓スキャンを開始する。第１の心臓スキャンが開始されると記録部４２は、第１の心臓スキャン時の心拍数値や息止め経過時間値を記録する。なお第１の心臓スキャンは、ある時間幅において実行される。そのため“造影スキャン時”とは、造影スキャンの開始時点、中間時点、終了時点等の造影スキャン期間内におけるあらゆる時点を指す。すなわち“造影スキャン時の心拍数や息止め経過時間”は、造影スキャン中における任意の時点の心拍数や息止め経過時間を指す。また、“造影スキャン時の心拍数や息止め経過時間”は、心臓スキャン期間内における心拍数値や息止め経過時間値の平均値や中間値、最大値、最小値、最頻値等でもよい。

【0041】

スキャン制御部４４により第１の心臓スキャンが終了されると呼吸指示部４０は、モニタ４６やスピーカ４８を介して被検体Ｐへの息止め終了指示を実行する。息止め終了指示が実行されることにより被検体Ｐは、呼吸を再開する。

【0042】

検査部位における造影効果が十分に低下し、また、スキャン機構１０が第２の心臓スキャン（非造影スキャン）に備えたスタンバイ状態にセットされると操作者は、第２の心臓スキャンのための息止めの開始指示（２回目の息止め開始指示）を、操作部５０を介して入力する。開始指示が入力されたことを契機として呼吸指示部４０は、２回目の息止め開始指示を実行する。なお、第２の心臓スキャンは、操作者による開始指示がなされることを契機として実行されるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、予め設定された検査プログラムにより自動的に実行されてもよい。

【0043】

２回目の息止め開始指示において呼吸指示部４０は、第１の心臓スキャンのための息止め開始指示（１回目の息止め開始指示）と同様に、被検体Ｐの呼吸レベル値の波形に目標息止めレベルを重ねてモニタ４６に表示する。２回目の息止め開始指示における目標息止めレベルは、２パターンが可能ある。以下にその２パターンの目標息止めレベルについて説明する。

【0044】

図６は、２回目の目標息止めレベルＴＬ２の第１のパターンを示す図である。図６の場合、１回目の目標息止めレベルＴＬ１と２回目の目標息止めレベルＴＬ２とは、同一値である。図７は、２回目の目標息止めレベルＴＬ２の第２のパターンを示す図である。図７の場合、２回目の目標息止めレベルＴＬ２は、記録部４２により記録された１回目の実際の息止めレベルＨＬに等しい。なお、２回目の目標息止めレベルＴＬ２は、被検体Ｐや操作者の好みに応じて、上述の第１パターンと第２パターンとから任意に選択可能である。目標息止めレベルが表示されると被検体Ｐは、自身の呼吸レベルが目標息止めレベルに一致したタイミングで息止めを試みる。

【0045】

この際、呼吸指示部４０は、被検体Ｐの呼吸レベルを目標息止めレベルに誘導するように、被検体Ｐの実際の息止めレベルと目標息止めレベルとの大小関係に応じた呼吸指示を実行してもよい。例えば、被検体Ｐの実際の息止めレベルが目標息止めレベルよりも大きい場合、呼吸指示部４０は、被検体Ｐの呼吸レベルの振幅を小さくするため、スピーカ４８から「もっと浅く呼吸をして下さい」等の音声を出力する。また、被検体Ｐの実際の息止めレベルが目標息止めレベルよりも小さい場合、呼吸指示部４０は、被検体Ｐの呼吸レベルの振幅を大きくするため、スピーカ４８から「もっと深く呼吸をして下さい」等の音声を出力する。このような実際の息止めレベルと目標息止めレベルとの大小関係に応じた呼吸指示をすることにより、目標息止めレベルにより近い呼吸レベルで被検体Ｐに息止めをさせることができる。

【0046】

さらに、呼吸指示部４０は、被検体Ｐの実際の息止めレベルと目標の息止めレベルとの差分が許容範囲内にあるか否かに応じた呼吸指示を実行してもよい。例えば、差分が許容範囲外にある場合、呼吸指示部４０は、モニタ４６やスピーカ４８を介して息止めのやり直しを報知するとよい。差分が許容範囲外にある場合、スキャン制御部４４は、第２の心臓スキャンを中断（スタンバイ状態をオフ）させてもよい。

【0047】

また、息止めの開始指示が実行されるとシステム制御部５４は、第２の心臓スキャン（非造影スキャン）の開始タイミングの制御処理を実行する。図８は、システム制御部５４の制御のもとに行われる第２の心臓スキャンの開始タイミングの制御処理の典型的な流れを示す図である。

【0048】

ステップＳ１においてシステム制御部５４は、心電計１００に計測処理を実行させる（ステップＳ１）。ステップＳ１において心電計１００は、息止め時における被検体Ｐの心拍数を計測する。心拍数値は、画像処理装置３０に供給される。

【0049】

ステップＳ１が実行されるとシステム制御部５４は、スキャン制御部４４に判定処理を実行させる（ステップＳ２）。ステップＳ２においてスキャン制御部４４は、心電計１００からの心拍数値が目標心拍数に基づく心拍数条件を満足するか否かを判定する。心拍数条件は、例えば、心拍数が目標心拍数に基づく閾値に一致することや、心拍数値が目標心拍数に基づく閾値範囲に含まれることである。閾値は、例えば、目標心拍数に等しい値や、目標心拍数に既定値を加算又は減算した値等に設定される。閾値範囲は、例えば、目標心拍数及び既定値の和（上限心拍数）と、目標心拍数及び既定値の差（下限心拍数）との間の範囲に設定される。このように、ステップＳにおいてスキャン制御部４４は、心拍数値が目標心拍数に略一致するか否かを判定する。

【0050】

ステップＳ２においてスキャン制御部４４が心拍数条件を満足しない（心電計１００からの心拍数値が目標心拍数に略一致しない）と判定した場合（ステップＳ２：ＮＯ）、システム制御部５４は、再びステップＳ１に進む。そして、ステップＳ２において心拍数条件が満足されるまで、ステップＳ１とステップＳ２とが繰り返される。

【0051】

ステップＳ２においてスキャン制御部４４が判定条件を満足する（心電計１００からの心拍数値が目標心拍数に略一致する）と判定した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、システム制御部５４は、スキャン制御部４４に第２の心臓スキャンを実行させる（ステップＳ３）。ステップＳ３においてスキャン制御部４４は、第１の心臓スキャンと同様にスキャン機構１０を制御し、第２の心臓スキャンを実行する。

【0052】

以上でシステム制御部５４による第２の心臓スキャンの開始タイミングの制御処理が終了する。なお、上述の図８の説明は、心拍数に従って第２の心臓スキャンの開始タイミングを制御する場合について説明した。しかしながら、開始タイミングの制御処理はこれに限定されない。例えば、心拍数値の代わりに、呼吸センサ２００からの息止め経過時間値に従って開始タイミングが制御されてもよい。この場合の開始タイミングの制御処理は、心拍数値を利用した場合と同様の処理過程により実現可能である。すなわち、上述の第２の心臓スキャンの開始タイミングの制御処理の説明中の“心拍数値”を“息止め経過時間値”に読み替えることにより、実行可能である。従って、息止め経過時間を利用した開始タイミングの制御処理の説明は省略する。

【0053】

上記のように本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、第２の心臓スキャンにおける息止め指示において、１回目の目標息止めレベル又は１回目の実際の息止めレベルを利用する。これにより、第１の心臓スキャン時と第２の心臓スキャン時とにおける呼吸位相を比較的揃えることができる。さらに本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、第２の心臓スキャンを実施するにあたり、被検体Ｐの心拍数（又は息止め経過時間）が第１の心臓スキャン時における心拍数（又は息止め経過時間）に略一致するタイミングで第２の心臓スキャンを開始する。従ってＸ線ＣＴ装置は、第１の心臓スキャン時と第２の心臓スキャン時とにおける被検体Ｐの心電位相を比較的揃えることができる。

【0054】

これら２つの工夫により、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、造影スキャン時と非造影スキャン時とにおいて、スキャン領域内における心臓の位置や形状を比較的揃えることができる。これに伴い、造影相に関するＣＴ画像と非造影相に関するＣＴ画像とにそれぞれ含まれる心臓領域の位置や形状が比較的揃う。従って、造影相に関するＣＴ画像と非造影相に関するＣＴ画像との差分による血管領域の抽出精度が従来に比して改善され、造影相に関するＣＴ画像と非造影相に関するＣＴ画像との差分画像の画質が従来に比して向上する。

【0055】

かくして本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、造影効果の異なる複数のタイミングにおいて心臓をスキャンすることにおいて、心臓の位置及び形状合わせの精度向上を実現することができる。

【0056】

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。

【0057】

（変形例１）
図９は、変形例１に係る検査シーケンスの一例を示す図である。図９に示すように、変形例１に係る検査シーケンスおいて息止め開始指示は、図８のようにモニタリングスキャン中に行われるのではなく、モニタリングスキャン後に行われる。このため変形例１に係るＸ線ＣＴ装置は、モニタリングスキャンと造影スキャンとの時間間隔が比較的長い場合にも、第１の心臓スキャン時と第２のスキャン時とにおける被検体Ｐの呼吸位相を揃えやすい。

【0058】

（変形例２）
図１０は、変形例２に係る検査シーケンスの一例を示す図である。図１０に示すように、変形例２に係る検査シーケンスにおいて第１の心臓スキャンは非造影スキャンであり、第２の心臓スキャンは造影スキャンであるとする。変形例２に係る非造影スキャンとしては、例えば、Ｃa Score（カルシウムスコア）のためのスキャンが該当する。変形例２に係る造影スキャンは、ＣＴＡが該当する。変形例２に係るスキャン制御部４４は、非造影スキャン時に記録された息止め経過時間を利用して、造影スキャンの開始タイミングを制御する。

【0059】

（変形例３）
本実施形態においては、心電計１００に心電図波形の生成部と心拍数の計測部とを実装させ、呼吸センサ２００に呼吸レベルの計測部と息止め経過時間の計測部とを実装させるものとした。変形例３においては、心電計１００に心拍数の計測部を実装させず、また、呼吸センサ２００に息止め経過時間の計測部をさせない。代替的に変形例３に係るＸ線ＣＴ装置は、心拍数の計測部と息止め経過時間の計測部とをさらに備えている。

【0060】

これにより、心拍数の計測と息止め経過時間の計測とをＸ線ＣＴ装置内で実行することができる。

【0061】

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】

【0062】

以上本発明によれば、造影効果の異なる複数のタイミングにおいて心臓をスキャンするＸ線ＣＴ装置において、心臓の位置及び形状合わせの精度向上を実現することができる。

【符号の説明】

【0063】

１０…スキャン機構、１２…回転フレーム、１４…天板、１６…Ｘ線管、１８…Ｘ線検出器、２０…回転駆動部、２２…高電圧発生部、２４…データ収集部（ＤＡＳ）、３０…画像処理装置、３２…インターフェース部、３４…前処理部、３６…再構成部、３８…減算部、４０…呼吸指示部、４２…記録部、４４…スキャン制御部、４６…モニタ、４８…スピーカ、５０…操作部、５２…記憶部、５４…システム制御部、１００…心電計、２０００…呼吸センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】