特許 6326034 キセノンＣＴ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】6326034

(24)【登録日】2018年4月20日

(45)【発行日】2018年5月16日

(54)【発明の名称】キセノンＣＴ装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20180507BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 370Z

   A61B6/03 360H

   A61B6/03 360Q

【請求項の数】4

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2015-241751(P2015-241751)

(22)【出願日】2015年12月11日

(65)【公開番号】特開2017-104364(P2017-104364A)

(43)【公開日】2017年6月15日

【審査請求日】2017年7月4日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成２７年 ６月２０日岡山コンベンションセンター（岡山県岡山市北区駅元町１４番１号）において開催された第９回ＩＣＭＥ国際複合医工学会議―ＣＭＥ２０１５で発表

(73)【特許権者】

【識別番号】591001765

【氏名又は名称】安西メディカル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116676

【弁理士】

【氏名又は名称】宮寺 利幸

(74)【代理人】

【識別番号】100149261

【弁理士】

【氏名又は名称】大内 秀治

(74)【代理人】

【識別番号】100136548

【弁理士】

【氏名又は名称】仲宗根 康晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136641

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 志郎

(72)【発明者】

【氏名】澤 温

(72)【発明者】

【氏名】佐瀬 茂

(72)【発明者】

【氏名】張 建平

(72)【発明者】

【氏名】吉永 義勝

【審査官】 亀澤 智博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１１５４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１１３６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０６３３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５１０４１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／００ − ６／１４

Ａ６１Ｂ ５／０５５

Ｇ０１Ｔ １／１６１− １／１６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体にキセノンガスを供給するガス供給装置と、
前記被検体の脳のＣＴ画像を取得するＣＴ装置本体と、
前記ＣＴ画像に基づいて前記脳のキセノン濃度である脳キセノン濃度を求め、前記脳キセノン濃度に基づいて前記脳の血流量を求めるデータ処理装置と、
を備えたキセノンＣＴ装置において、
前記ＣＴ装置本体は、前記被検体を中心として、放射線源及び放射線検出器を少なくとも１回転させながら前記放射線源から前記放射線検出器に向けて放射線を照射することにより、所定方向に直交する前記脳の断層画像であって、且つ、第１スライス厚の第１ＣＴ画像を、前記所定方向に沿って複数取得するコーンビームＣＴ装置であり、
前記データ処理装置は、前記ＣＴ装置本体から前記各第１ＣＴ画像を取得し、前記所定方向に沿った積層状態の前記各第１ＣＴ画像を用いて、前記脳の脳表に沿った断層画像であって、且つ、第２スライス厚の第２ＣＴ画像を、前記所定方向に沿って複数作成する画像作成部を備えることを特徴とするキセノンＣＴ装置。

【請求項2】

請求項１記載のキセノンＣＴ装置において、
前記画像作成部は、
前記脳表に最も近い第２ＣＴ画像を第１層の第２ＣＴ画像とした場合、前記所定方向から積層状態の前記各第１ＣＴ画像を見たときに、当該所定方向から視認可能な前記各第１ＣＴ画像の画素を用いて、前記第１層の第２ＣＴ画像を作成し、
ｍを１以上の整数としたときに、前記所定方向に沿って前記脳表から離れた第（ｍ＋１）層の第２ＣＴ画像を作成する場合、積層状態の前記各第１ＣＴ画像の中から、第１層から第ｍ層までの各第２ＣＴ画像の作成に用いた画素を取り除き、取り除いた状態の前記各第１ＣＴ画像を前記所定方向から見たときに、当該所定方向から視認可能な前記各第１ＣＴ画像の画素を用いて、前記第（ｍ＋１）層の第２ＣＴ画像を作成することを特徴とするキセノンＣＴ装置。

【請求項3】

請求項２記載のキセノンＣＴ装置において、
前記データ処理装置は、
前記各第１ＣＴ画像の層毎に、該当する層の前記第１ＣＴ画像のＣＴ値を用いて、前記脳キセノン濃度を求め、求めた前記脳キセノン濃度の経時変化に基づいて、前記脳の動脈中の血流のキセノン濃度の速度定数と、前記脳の組織と前記血流との間のキセノン濃度の分配係数とを、前記各第１ＣＴ画像の層毎に決定するパラメータ決定部と、
前記脳キセノン濃度、前記速度定数及び前記分配係数を用いて、前記血流量を前記各第１ＣＴ画像の層毎に算出する血流量算出部と、
をさらに備え、
前記画像作成部は、
前記所定方向に直交する前記分配係数の断層画像である第１分配係数画像を前記第１ＣＴ画像の層毎に作成し、一方で、前記所定方向に直交する前記血流量の断層画像である第１血流量画像を前記第１ＣＴ画像の層毎に作成し、
前記所定方向から積層状態の前記各第１分配係数画像及び前記各第１血流量画像を見たときに、当該所定方向から視認可能な前記各第１分配係数画像及び前記各第１血流量画像の画素を用いて、前記脳表に沿い且つ前記第１層の第２ＣＴ画像に応じた当該第１層の第２分配係数画像及び第２血流量画像をそれぞれ作成し、
前記所定方向に沿って前記脳表から離れた第（ｍ＋１）層の第２分配係数画像及び第２血流量画像をそれぞれ作成する場合、積層状態の前記各第１分配係数画像及び前記各第１血流量画像の中から、第１層から第ｍ層までの各第２分配係数画像及び各第２血流量画像の作成に用いた画素を取り除き、取り除いた状態の前記各第１分配係数画像及び前記各第１血流量画像を前記所定方向から見たときに、当該所定方向から視認可能な前記各第１分配係数画像及び前記各第１血流量画像の画素を用いて、前記第（ｍ＋１）層の第２分配係数画像及び第２血流量画像をそれぞれ作成することを特徴とするキセノンＣＴ装置。

【請求項4】

請求項３記載のキセノンＣＴ装置において、
前記データ処理装置は、前記各第２分配係数画像及び前記各第２血流量画像の層毎に前記分配係数及び前記血流量の散布図を作成し、当該各散布図に四分円を設けて、前記各散布図中の前記分配係数及び前記血流量のデータが前記四分円の内側又は外側のどちらにプロットされているのかを判定するプロット判定部をさらに備えることを特徴とするキセノンＣＴ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被検体にキセノンガスを供給し、ＣＴ装置本体によって被検体の脳のＣＴ画像を取得し、ＣＴ画像を用いて脳キセノン濃度を求め、脳キセノン濃度に基づいて脳の血流量を求めるキセノンＣＴ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、被検体としての患者の脳のＣＴ画像を得ながら、ガス吸入装置から送出されるキセノンガス及び酸素ガスの混合ガスを呼吸用マスクを通じて患者に一定時間吸入させた後、通常の空気を呼吸させたときのＣＴ画像を解析して患者の脳の血流を測定するキセノンＣＴ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

この装置によれば、混合ガスが、患者の肺から肺静脈中に吸収され心臓を経由して動脈血流として脳の組織に流れ込み、その脳組織を経由し静脈血流を通じて心臓に戻され、該心臓を経由して肺動脈に戻される。このときの脳組織中におけるキセノン濃度（脳キセノン濃度）の時間的変化を観察し、組織が正常である脳の脳キセノン濃度の時間的変化と比較することで、患者に対して適切な診断を行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４６８０２９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、２０１５年１月２７日、日本国の厚生労働省は、日本全国で認知症を患う人の数が２０２５年には７００万人を超えるとの推計値を発表した。この推計値は、日本国において、２０２５年の時点で、６５歳以上の高齢者の５人に１人が認知症に罹患する計算となる。また、上記の発表によると、認知症を患っている高齢者の人数は、２０１２年の時点で、日本全国で約４６２万人と推計されている。従って、２０１５年から１０年経過すると、認知症の高齢者の人数は、現在の１．５倍にも増える見通しである。

【0006】

なお、認知症とは、脳の器質的障害によって、発育過程で獲得した種々の精神機能が障害され、このことにより、独立した日常生活及び社会生活や、円滑な人間関係を営めなくなる状態をいう。また、本明細書中において、「認知症」の文言は、アルツハイマー型認知症（以下、アルツハイマー病、又は、ＡＤともいう。）、レビー小体型認知症等の各種の認知症を含む概念である。さらに、障害を受ける精神機能としては、知能、記憶、判断力、理解力、抽象能力、言語、行為能力、認識、見当識、感情、意欲、性格等がある。

【0007】

そして、人の脳には、大脳半球の表層を形成する灰白質である大脳皮質が存在する。大脳皮質の大部分は、新皮質であり、思考や言語等の高次機能を担う中枢が局在する。また、灰白質には、神経細胞が集まっている。そのため、脳表又は脳表に近い層の血流量を測定することは、認知症の鑑別や治療効果の判定に有用であると考えられる。一方で、脳表又は脳表に近い層に対する定量的な血流量の画像に関する研究報告等は未だ見受けられない。

【0008】

従って、脳のＣＴ画像を取得し、取得したＣＴ画像から脳表又は脳表に近い層の血流量の画像を作成することができれば、当該血流量の画像を用いて、認知症の鑑別や治療をより効果的に行えることが期待される。

【0009】

ところが、従来のキセノンＣＴ装置では、所定方向（被検体の体軸方向、被検体の前後方向、被検体の左右方向）に直交する断層画像をＣＴ画像として取得する。そのため、脳のＣＴ画像について、所定方向に沿って順に見ていくと、比較的早い層で脳室の写り込んだＣＴ画像を視認することになる。

【0010】

そのため、ＣＴ画像を用いて脳キセノン濃度を求め、求めた脳キセノン濃度に基づき脳の血流量を求める場合、医師等のオペレータは、ＣＴ画像を見ながらキセノンＣＴ装置を操作し、脳室を除外したＣＴ画像のデータ（ＣＴ画素データ）を用いて脳の血流量を計算するよう指示する。すなわち、脳室が含まれた状態では、脳の血流量の評価が難しくなり、解析が困難になるためである。従って、大脳や小脳等の脳実質のみで血流量を評価できることが望ましい。

【0011】

しかしながら、オペレータにとり、ＣＴ画像から脳室を除外する作業は煩わしい。また、当該作業は、オペレータの技量に左右される。そのため、同じ被検体のＣＴ画像であっても、オペレータによって、血流量の算出精度にバラツキが生じる可能性がある。

【0012】

さらに、近時、コーンビームＣＴ装置の出現により、被検体を中心として、放射線源及び放射線検出器を１回転させながら放射線源から放射線検出器に向けて放射線を照射することにより、１回の放射線撮影のみで脳全体のＣＴ画像を短時間で取得することが可能になってきている。そのため、被検体の被曝量低減の観点からも、コーンビームＣＴ装置を用いて被検体の脳のＣＴ画像を取得し、取得したＣＴ画像を用いて脳の血流量を精度良く算出できることが望ましい。

【0013】

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、オペレータの作業負担を軽減すると共に、オペレータに依存することなく、被検体の脳の血流量を精度良く算出でき、さらには、被検体の被曝量の低減も実現可能なキセノンＣＴ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明は、ガス供給装置、ＣＴ装置本体及びデータ処理装置を備えるキセノンＣＴ装置に関する。前記ガス供給装置は、被検体にキセノンガスを供給する。前記ＣＴ装置本体は、前記被検体の脳のＣＴ画像を取得する。前記データ処理装置は、前記ＣＴ画像に基づいて前記脳のキセノン濃度である脳キセノン濃度を求め、前記脳キセノン濃度に基づいて前記脳の血流量を求める。

【0015】

そして、上記の目的を達成するため、本発明に係るキセノンＣＴ装置において、前記ＣＴ装置本体は、コーンビームＣＴ装置であり、前記データ処理装置は、画像作成部を有する。

【0016】

すなわち、前記ＣＴ装置本体は、前記被検体を中心として、放射線源及び放射線検出器を少なくとも１回転させながら前記放射線源から前記放射線検出器に向けて放射線を照射することにより、所定方向に直交する前記脳の断層画像であって、且つ、第１スライス厚の第１ＣＴ画像を、前記所定方向に沿って複数取得するコーンビームＣＴ装置である。

【0017】

また、前記画像作成部は、前記ＣＴ装置本体から前記各第１ＣＴ画像を取得し、前記所定方向に沿った積層状態の前記各第１ＣＴ画像を用いて、前記脳の脳表に沿った断層画像であって、且つ、第２スライス厚の第２ＣＴ画像を、前記所定方向に沿って複数作成する。

【0018】

このように、前記脳表に沿った第２ＣＴ画像を作成することにより、前記脳表に近い層から前記所定方向に沿って順に第２ＣＴ画像を見た場合、前記脳表から相当離れた層において脳室の写り込んだ第２ＣＴ画像を視認することができる。すなわち、大部分の第２ＣＴ画像、特に、大脳や小脳等の脳実質が写り込む前記脳表に近い層の第２ＣＴ画像は、前記脳室の写り込まない断層画像となる。

【0019】

これにより、前記脳実質のみで当該脳を評価することが可能となる。また、ＣＴ画像から前記脳室を除外する作業が不要となるため、オペレータの作業負担を軽減することができる。この結果、前記オペレータに依存することなく、前記脳室の写り込んでいない第２ＣＴ画像を作成できるので、当該第２ＣＴ画像を用いることにより、前記被検体の脳の血流量を精度良く算出することが可能となる。さらに、前記第２ＣＴ画像は、前記コーンビームＣＴ装置本体による少なくとも１回の放射線撮影により取得された前記第１ＣＴ画像に基づく断層画像であるため、前記被検体の被曝量の低減を図ることもできる。

【0020】

ここで、前記画像作成部は、下記のようにして、前記各第２ＣＴ画像を作成すればよい。

【0021】

先ず、前記画像作成部は、前記脳表に最も近い第２ＣＴ画像を第１層の第２ＣＴ画像とした場合、前記所定方向から積層状態の前記各第１ＣＴ画像を見たときに、当該所定方向から視認可能な前記各第１ＣＴ画像の画素を用いて、前記第１層の第２ＣＴ画像を作成する。

【0022】

一方、第２層以降の第２ＣＴ画像、すなわち、ｍを１以上の整数としたときに、前記所定方向に沿って前記脳表から離れた第（ｍ＋１）層の第２ＣＴ画像を作成する場合、前記画像作成部は、最初に、積層状態の前記各第１ＣＴ画像の中から、第１層から第ｍ層までの各第２ＣＴ画像の作成に用いた画素を取り除く。次に、前記画像作成部は、取り除いた状態の前記各第１ＣＴ画像を前記所定方向から見たときに、当該所定方向から視認可能な前記各第１ＣＴ画像の画素を用いて、前記第（ｍ＋１）層の第２ＣＴ画像を作成する。

【0023】

このように、本発明では、１つ前の層までに使用した画素（前記第１層から前記第ｍ層までの第２ＣＴ画像の作成に使用した前記各第１ＣＴ画像の画素）を、積層状態の前記各第１ＣＴ画像から取り除き、残余の前記各第１ＣＴ画像の画素を用いて前記第（ｍ＋１）層の第２ＣＴ画像を作成する。これにより、第１層から順に第２ＣＴ画像を容易に且つ効率良く作成することが可能となる。

【0024】

また、前記データ処理装置は、パラメータ決定部及び血流量算出部をさらに備える。

【0025】

前記パラメータ決定部は、前記各第１ＣＴ画像の層毎に、該当する層の前記第１ＣＴ画像のＣＴ値を用いて、前記脳キセノン濃度を求め、求めた前記脳キセノン濃度の経時変化に基づいて、前記脳の動脈中の血流のキセノン濃度の速度定数と、前記脳の組織と前記血流との間のキセノン濃度の分配係数とを、前記各第１ＣＴ画像の層毎に決定する。前記血流量算出部は、前記脳キセノン濃度、前記速度定数及び前記分配係数を用いて、前記血流量を前記各第１ＣＴ画像の層毎に算出する。

【0026】

この場合、前記画像作成部は、下記のようにして、前記第１ＣＴ画像及び前記第２ＣＴ画像に応じた、前記分配係数の画像及び前記血流量の画像を作成する。

【0027】

先ず、前記画像作成部は、前記所定方向に直交する前記分配係数の断層画像である第１分配係数画像を前記第１ＣＴ画像の層毎に作成し、一方で、前記所定方向に直交する前記血流量の断層画像である第１血流量画像を前記第１ＣＴ画像の層毎に作成する。

【0028】

次に、前記画像作成部は、前記所定方向から積層状態の前記各第１分配係数画像及び前記各第１血流量画像を見たときに、当該所定方向から視認可能な前記各第１分配係数画像及び前記各第１血流量画像の画素を用いて、前記脳表に沿い且つ前記第１層の第２ＣＴ画像に応じた当該第１層の第２分配係数画像及び第２血流量画像をそれぞれ作成する。

【0029】

最後に、前記画像作成部は、前記所定方向に沿って前記脳表から離れた第（ｍ＋１）層の第２分配係数画像及び第２血流量画像をそれぞれ作成する場合、積層状態の前記各第１分配係数画像及び前記各第１血流量画像の中から、第１層から第ｍ層までの各第２分配係数画像及び各第２血流量画像の作成に用いた画素を取り除く。そして、前記画像作成部は、取り除いた状態の前記各第１分配係数画像及び前記各第１血流量画像を前記所定方向から見たときに、当該所定方向から視認可能な前記各第１分配係数画像及び前記各第１血流量画像の画素を用いて、前記第（ｍ＋１）層の第２分配係数画像及び第２血流量画像をそれぞれ作成する。

【0030】

このように、前記画像作成部は、前記第１ＣＴ画像を用いて前記第１分配係数画像及び前記第１血流量画像を作成し、前記第２ＣＴ画像と同様の作成方法で、前記第１分配係数画像及び前記第１血流量画像から前記第２分配係数画像及び前記第２血流量画像をそれぞれ作成する。これにより、前記第２分配係数画像及び前記第２血流量画像は、前記脳室の影響を受けない画像となるため、前記第２分配係数画像及び前記第２血流量画像の画素値を用いて、層毎の前記分配係数及び前記血流量（の平均値）を容易且つ精度良く求めることができる。

【0031】

また、このように作成された前記第２血流量画像及び前記第２分配係数画像は、それぞれ、前記脳室の影響を受けず、且つ、前記脳表又は前記脳表に近い層に対する定量的な血流量及びキセノン濃度の分配係数の画像である。従って、本発明では、前記被検体の脳の第１ＣＴ画像から前記第２血流量画像及び前記第２分配係数画像をそれぞれ作成し、作成した前記第２血流量画像及び前記第２分配係数画像を前記被検体の認知症の鑑別又は治療に利用することが可能となる。

【0032】

また、前記データ処理装置は、前記各第２分配係数画像及び前記各第２血流量画像の層毎に前記分配係数及び前記血流量の散布図を作成し、当該各散布図に四分円を設けて、前記各散布図中の前記分配係数及び前記血流量のデータが前記四分円の内側又は外側のどちらにプロットされているのかを判定するプロット判定部をさらに備える。

【0033】

このように、前記脳室を除外した前記第２ＣＴ画像に基づく前記分配係数及び前記血流量の散布図を用いて判定することにより、前記被検体の脳を定量的に評価できると共に、当該脳の状態を容易に診断することが可能となる。

【発明の効果】

【0034】

本発明によれば、脳表に沿った第２ＣＴ画像を作成することにより、脳表に近い層から所定方向に沿って順に第２ＣＴ画像を見た場合、脳表から相当離れた層において脳室の写り込んだ第２ＣＴ画像を視認することができる。すなわち、大部分の第２ＣＴ画像、特に、大脳や小脳等の脳実質が写り込む脳表に近い層の第２ＣＴ画像は、脳室の写り込まない断層画像となる。

【0035】

これにより、脳実質のみで当該脳を評価することが可能となる。また、ＣＴ画像から脳室を除外する作業が不要となるため、オペレータの作業負担を軽減することができる。この結果、オペレータに依存することなく、脳室の写り込んでいない第２ＣＴ画像を作成できるので、当該第２ＣＴ画像を用いることにより、被検体の脳の血流量を精度良く算出することが可能となる。さらに、第２ＣＴ画像は、コーンビームＣＴ装置本体による少なくとも１回の放射線撮影により取得された第１ＣＴ画像に基づく断層画像であるため、被検体の被曝量の低減を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本実施形態に係るキセノンＣＴ装置の構成図である。

【図2】図１のキセノンＣＴ装置の側面図である。

【図3】図１のキセノンＣＴ装置のブロック図である。

【図4】図１のキセノンＣＴ装置の動作を説明するフローチャートである。

【図5】図４のステップＳ１２の処理を説明するフローチャートである。

【図6】図１のキセノンＣＴ装置の動作を説明するタイミングチャートである。

【図7】図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ、コロナル像（前面視）及びラテラル像（左側面視）の第１ＣＴ画像に対して、第２ＣＴ画像の各層を設定する場合を示す図である。

【図8】図８Ａ及び図８Ｂは、第ｍ層の第２ＣＴ画像の作成に用いられる各第１ＣＴ画像の積層状態を模式的に示す説明図であり、図８Ｃは、第（ｍ＋１）層の第２ＣＴ画像を作成する際に、積層状態の各第１ＣＴ画像から取り除かれる画素を模式的に示す説明図である。

【図9】図９Ａ及び図９Ｂは、第（ｍ＋１）層の第２ＣＴ画像の作成に用いられる各第１ＣＴ画像の積層状態を模式的に示す説明図である。

【図10】図１０Ａ及び図１０Ｂは、それぞれ、第１層の第２ＣＴ画像（右側面視及び左側面視のラテラル像）を示す図である。

【図11】図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ、第１層の第２ＣＴ画像（上面視及び底面視のアキシャル像）を示す図である。

【図12】図１２Ａ及び図１２Ｂは、それぞれ、第１層の第２ＣＴ画像（前面視及び背面視のコロナル像）を示す図である。

【図13】図１３Ａ及び図１３Ｂは、それぞれ、健常者及びＡＤ患者の第７層の第２ＣＴ画像（上面視のアキシャル像）を示す図である。

【図14】図１４Ａ及び図１４Ｂは、それぞれ、健常者及びＡＤ患者の第７層の第２血流量画像（上面視のアキシャル像）を示す図である。

【図15】図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれ、健常者及びＡＤ患者の第７層の第２分配係数画像（上面視のアキシャル像）を示す図である。

【図16】図１６Ａ及び図１６Ｂは、それぞれ、健常者の第３層及び第４層の第２ＣＴ画像（左側面視のラテラル像）を示す図である。

【図17】図１７Ａ及び図１７Ｂは、それぞれ、ＡＤ患者の第３層及び第４層の第２ＣＴ画像（左側面視のラテラル像）を示す図である。

【図18】図１８Ａ及び図１８Ｂは、それぞれ、健常者の第３層及び第４層の第２血流量画像（左側面視のラテラル像）を示す図である。

【図19】図１９Ａ及び図１９Ｂは、それぞれ、ＡＤ患者の第３層及び第４層の第２血流量画像（左側面視のラテラル像）を示す図である。

【図20】図２０Ａ及び図２０Ｂは、それぞれ、健常者の第３層及び第４層の第２分配係数画像（左側面視のラテラル像）を示す図である。

【図21】図２１Ａ及び図２１Ｂは、それぞれ、ＡＤ患者の第３層及び第４層の第２分配係数画像（左側面視のラテラル像）を示す図である。

【図22】健常者の脳血流量及びキセノン分配係数を第２ＣＴ画像の層毎にプロットしたグラフである。

【図23】ＡＤ患者の脳血流量及びキセノン分配係数を第２ＣＴ画像の層毎にプロットしたグラフである。

【図24】健常者及びＡＤ患者の脳血流量及びキセノン分配係数のＰ値を、第２ＣＴ画像の層毎、及び、第２ＣＴ画像の表示方向毎に示した表である。

【図25】第３層における脳血流量及びキセノン分配係数の散布図である。

【図26】第４層における脳血流量及びキセノン分配係数の散布図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

本発明に係るキセノンＣＴ装置の好適な実施形態について、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

【0038】

［１．本実施形態の構成］
図１及び図２は、本実施形態に係るキセノンＣＴ装置１０の全体的構成を示し、図３は、キセノンＣＴ装置１０の概略ブロック図を示す。

【0039】

キセノンＣＴ装置１０は、図１〜図３に示すように、人等の被検体１２に対するキセノンＣＴ検査を行うための装置であり、基本的には、被検体１２の断層画像（キセノンＣＴ画像）を得るＸ線ＣＴ装置１４と、被検体１２にキセノン（Ｘｅ）及び酸素（Ｏ₂）の混合ガスを供給する混合ガス供給装置１６とから構成される。

【0040】

Ｘ線ＣＴ装置１４は、Ｘ線ＣＴ装置本体１８と、該Ｘ線ＣＴ装置本体１８を制御すると共に混合ガス供給装置１６を制御する制御装置２０とから構成される。制御装置２０は、Ｘ線ＣＴ装置本体１８により得られた、被検体１２中の組織のＣＴ画像（を構成するＣＴ画素データ）等を処理するデータ処理装置としても機能する。なお、制御装置２０を、Ｘ線ＣＴ装置本体１８を制御する制御装置と、混合ガス供給装置１６を制御する制御装置とに物理的に分離して構成することもできる。

【0041】

Ｘ線ＣＴ装置本体１８には、被検体１２を載せた状態で矢印ＡＢ方向に移動される移動テーブル２２が上面に配置された被検体載せ台２４と、円筒状の開口２６が形成されたガントリ２８とが備えられている。ガントリ２８には、その円筒状の開口２６の回りを、例えば、矢印ａ方向に旋回するように構成されたＸ線管（放射線源）３０と、開口２６の回りの円周上に配置された複数の検出器からなる検出器（放射線検出器）３２とが配されている。

【0042】

なお、Ｘ線ＣＴ装置本体１８は、被検体１２を中心として、Ｘ線管３０及び検出器３２を矢印ａ方向に少なくとも１回転させながらＸ線管３０から検出器３２に向けてＸ線（放射線）を照射することにより、被検体１２の脳３４のＣＴ画像を１回のＸ線ＣＴ撮影で取得可能なコーンビームＣＴ装置（例えば、東芝メディカルシステムズ株式会社製 Ａｑｕｉｌｉｏｎ ＯＮＥ（登録商標））である。また、以下の説明において、Ｘ線ＣＴ装置本体１８が取得したＣＴ画像を第１ＣＴ画像と呼称する場合がある。

【0043】

一方、混合ガス供給装置１６は、キセノンガスボンベ３６及び酸素ガスボンベ３８と、これらからのキセノンガス及び酸素ガスを内部のコンピュータ４０の制御の下に混合する吸入装置本体４２と、この吸入装置本体４２に一端側が接続され、且つ、他端側が呼吸用マスク４４に接続される導管４６とを有している。

【0044】

この場合、導管４６は、吸気管４６ａと呼気管４６ｂ及び呼吸用マスク導管４６ｃとから構成されている。そして、呼吸用マスク４４にはキセノン濃度測定センサ４８が取り付けられ、該キセノン濃度測定センサ４８の検出信号がコンピュータ４０に供給され、コンピュータ４０により呼気中のキセノン濃度が計算されるようになっている。

【0045】

混合ガス供給装置１６の全体動作を制御するコンピュータ４０は、制御装置２０と電気的に接続され、相互に通信を行うように構成されている。

【0046】

Ｘ線ＣＴ装置１４の制御装置２０は、データ処理装置の中心的機能を担うコンピュータ５０を有する。コンピュータ５０は、Ｘ線ＣＴ装置本体１８及び混合ガス供給装置１６の動作を制御すると共に、ガントリ２８内の検出器３２により検出された、被検体１２の被検査部位のＣＴ画像（本実施形態では脳３４の第１ＣＴ画像）を構成するＣＴ画素データを処理することにより、後述する第２ＣＴ画像等を作成する。

【0047】

コンピュータ５０には、さらに、マウス５２や図示しないキーボードを有する操作コンソール５４と、光磁気ディスク装置や磁気ディスク装置等の外部記憶装置５６と、液晶ディスプレイやカラーＣＲＴ等の表示装置５８と、プリンタ６０とが接続されている。

【0048】

キセノンＣＴ装置１０において、実際上、操作コンソール５４は、表示装置５８の画面上に表示され、マウス５２により操作されるマウスポインタにより画面上の該当表示をクリックすることで、該当表示が示す処理の実行を指示する。

【0049】

表示装置５８上には、後述するように、コンピュータ５０による処理を通じて、Ｘ線ＣＴ装置本体１８により得られたＣＴ画素データに基づく脳３４の断層画像（第１ＣＴ画像、第２ＣＴ画像）等がカラー又はモノクロームで表示される。また、表示装置５８には、脳３４の血流量ｆ（以下、脳血流量ｆともいう。）の分布の画像（ＣＢＦ画像である第１血流量画像、第２血流量画像）や、脳３４の組織と血液との間のキセノン分配係数λの分布の画像（第１分配係数画像、第２分配係数画像）が表示される。また、表示装置５８の画面上に表示された画像は、制御装置２０に内蔵されたプリンタ６０によりプリントアウトし、カラー又はモノクロームのハードコピー６２として出力することができる。

【0050】

コンピュータ５０は、画像作成部６４、パラメータ決定部６６、血流量算出部６８及びプロット判定部７０を有する。

【0051】

画像作成部６４は、Ｘ線ＣＴ装置本体１８から脳３４の第１ＣＴ画像のＣＴ画素データを取得する。第１ＣＴ画像は、所定方向に直交し且つ第１スライス厚ｄ１を有する断層画像である。具体的に、第１ＣＴ画像は、（１）矢印ＡＢ方向（被検体１２の体軸方向）から見た脳３４のアキシャル像（体軸方向に沿った上面視又は底面視のＣＴ画像）、（２）脳３４のコロナル像（被検体１２に対して前面視及び背面視のＣＴ画像）、（３）脳３４のラテラル像（被検体１２に対して右側面視及び左側面視のサジタル像のＣＴ画像）である。そして、所定方向とは、アキシャル像であれば体軸方向（矢印ＡＢ方向）であり、コロナル像であれば被検体１２に対する前後方向であり、サジタル像であれば被検体１２に対する左右方向である。また、第１スライス厚ｄ１とは、Ｘ線ＣＴ装置本体１８が被検体１２に対してＸ線ＣＴ撮影を行う際のスライス幅をいい、例えば、ｄ１＝０．５ｍｍ以上の任意の幅、具体的には、ｄ１＝５ｍｍであることが好ましい。

【0052】

そこで、画像作成部６４は、所定方向に沿って積層された複数の第１ＣＴ画像を用いて、脳３４の脳表に沿った断層画像であって、且つ、第２スライス厚ｄ２の第２ＣＴ画像を、当該所定方向に沿って複数作成する。なお、第２スライス厚ｄ２は、第１スライス厚ｄ１と同じスライス幅であるか、又は、第１スライス幅ｄ１の整数倍のスライス幅であることが好ましい。

【0053】

パラメータ決定部６６は、所定方向に沿った第１ＣＴ画像の層毎に、該当する層の第１ＣＴ画像を構成するＣＴ画素データのＣＴ値（ハウンスフィールドユニット［ＨＵ］）ΔＣＴを用いて、脳３４の組織中のキセノン濃度Ｃ（ｔ）（以下、脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）ともいう。）を求める。そして、パラメータ決定部６６は、脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）の経時変化に基づいて、脳３４の動脈中の血流のキセノン濃度の速度定数Ｋａ（以下、動脈血速度定数Ｋａともいう。）とキセノン分配係数λとを、第１ＣＴ画像の層毎に決定する。

【0054】

血流量算出部６８は、第１ＣＴ画像の層毎に求められた脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）、動脈血速度定数Ｋａ及びキセノン分配係数λを用いて、脳血流量ｆを第１ＣＴ画像の層毎に算出する。

【0055】

その上で、画像作成部６４は、パラメータ決定部６６で第１ＣＴ画像の層毎に決定されたキセノン分配係数λを用いて、キセノン分配係数λの断層画像である第１分配係数画像を第１ＣＴ画像の層毎に作成する。次に、画像作成部６４は、第２ＣＴ画像と同様の作成方法で、各第１分配係数画像から、第２ＣＴ画像に応じた第２分配係数画像を、当該第２ＣＴ画像の層毎に作成する。

【0056】

また、画像作成部６４は、血流量算出部６８で第１ＣＴ画像の層毎に算出された脳血流量ｆを用いて、脳血流量ｆの断層画像である第１血流量画像を第１ＣＴ画像の層毎に作成する。次に、画像作成部６４は、第２ＣＴ画像及び第２分配係数画像と同様の作成方法で、各第１血流量画像から、第２ＣＴ画像及び第２分配係数画像に応じた第２血流量画像を、当該第２ＣＴ画像の層毎に作成する。

【0057】

プロット判定部７０は、キセノン分配係数λ及び脳血流量ｆについて、第２分配係数画像及び第２血流量画像の層毎の散布図を作成し、当該散布図に四分円を設けて、散布図中のキセノン分配係数λ及び脳血流量ｆのデータが四分円の内側又は外側のどちらにプロットされているのかを判定する。

【0058】

なお、コンピュータ５０内の各部の具体的な処理、特に、第２ＣＴ画像、第２分配係数画像、第２血流量画像、及び、散布図の各作成処理については、後述する。

【0059】

［２．本実施形態の基本的な動作］
次に、本実施形態に係るキセノンＣＴ装置１０の基本的な動作について、図４及び図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。フローチャートの制御主体はコンピュータ５０である。なお、図４のステップＳ１〜Ｓ１１、Ｓ１３の各ステップは、特許文献１のキセノンＣＴ装置と概ね同じ動作であり、一方で、ステップＳ１２は、本実施形態の特徴的なステップ（図５のステップＳ２１〜Ｓ２７）である。また、この動作説明では、必要に応じて、図１〜図３も参照しながら説明する。

【0060】

先ず、ステップＳ１において、医師等のオペレータが図３の操作コンソール５４を操作し、図１及び図２に示すように、被検体載せ台２４上に被検体１２を載せた状態で移動テーブル２２を矢印Ｂ方向に移動させ、被検体１２の脳３４の断層画像が撮影できる位置で停止させる。次のステップＳ２では、呼吸用マスク４４が被検体１２の口及び鼻部を覆うように取り付けられる。

【0061】

ステップＳ３では、図２の測定可能状態において、操作コンソール５４が操作されることで、制御装置２０のコンピュータ５０からの測定開始指令が混合ガス供給装置１６のコンピュータ４０及びＸ線ＣＴ装置本体１８にそれぞれ送られる。これにより、ステップＳ４において、Ｘ線ＣＴ装置本体１８による脳３４の断層画像、いわゆるベースラインＣＴ画像が撮影されて外部記憶装置５６に取り込まれる。

【0062】

なお、ベースラインＣＴ画像は、図６中、被検体１２への混合ガスの送出が開始される直前（例えば、ｔ＝０ｍｉｎ前）において、Ｘ線ＣＴ装置本体１８が取得した第１ＣＴ画像である。また、第１ＣＴ画像は、ＣＴ画素データとしてコンピュータ５０に取り込まれる。つまり、ベースラインＣＴ画像は、被検体１２が混合ガスを吸入する前に、当該被検体１２を中心として、ガントリ２８中のＸ線管３０及び検出器３２が約１ｓで１回転することにより、体軸方向に沿った約１６０ｍｍの撮影領域で、Ｘ線ＣＴ装置本体１８により取得された第１ＣＴ画像である。

【0063】

次に、混合ガス供給装置１６のコンピュータ４０による制御の下に、キセノンガスボンベ３６及び酸素ガスボンベ３８からそれぞれ送出されるキセノンガス及び酸素ガスが吸入装置本体４２によりキセノンガス３０％及び酸素７０％の割合で混合される。混合ガスは、吸気管４６ａ、呼吸用マスク導管４６ｃ及び呼吸用マスク４４を通じて被検体１２の肺に供給される。被検体１２の肺を通じて排出される呼気ガスは、呼吸用マスク４４、呼吸用マスク導管４６ｃ及び呼気管４６ｂを通じて吸入装置本体４２に戻される。

【0064】

このとき、ステップＳ５において、被検体１２に対する混合ガスの供給開始時点から、混合ガス中のキセノン濃度が所定値（この場合、３０％）となるようにコンピュータ４０により混合ガス供給装置１６が制御されて測定が開始されることで、吸入過程、いわゆるＷａｓｈ−ｉｎ（図６参照）が開始される。なお、呼気中のキセノン濃度の測定は、測定開始時点から、例えば、４０ｍｓ毎に行われる。

【0065】

次に、ステップＳ６において、被検体１２に対する混合ガスの吸気開始時点（ｔ＝０ｍｉｎ）から、ｔ＝２ｍｉｎ、４ｍｉｎの各時点において、ガントリ２８中のＸ線管３０からＸ線が被検体１２に対して放射され、被検体１２を通過したＸ線が検出器３２により検出されることで脳３４の断層画像（第１ＣＴ画像）が撮像される。撮影された第１ＣＴ画像は、ＣＴ画素データとしてコンピュータ５０に取り込まれ、外部記憶装置５６に記憶される。

【0066】

この場合も、ベースラインＣＴ画像の場合と同様に、ｔ＝２ｍｉｎ、４ｍｉｎの各時点において、被検体１２を中心として、Ｘ線管３０及び検出器３２を約１ｓで１回転させることにより、体軸方向に沿って約１６０ｍｍの撮影領域の第１ＣＴ画像が取得される。

【0067】

次いで、ステップＳ７において、コンピュータ５０のパラメータ決定部６６は、取り込んだＣＴ画素データからＣＴ値ΔＣＴを各画素毎に抽出する。そして、パラメータ決定部６６は、抽出したＣＴ値ΔＣＴに基づき、脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）を第１ＣＴ画像の画素毎に計算する。なお、本実施形態において、画素の大きさは約０．５ｍｍ角としているが、適当な大きさに変更することが可能である。

【0068】

この場合、各画素のキセノン濃度は、移動平均法を用いて計算される。具体的には、複数個（７×７個、９×９個、１１×１１個等であり、好ましくは、９×９個）の画素で構成された測定領域から画素毎に脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）を求め、さらに、測定領域全体における脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）の平均値を、測定領域の例えば中心に位置する画素の脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）として算出する。そして、測定領域を１画素単位又は複数の画素単位（例えば、測定領域単位である９画素単位）の幅で移動させながら、各画素の脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）を算出する。

【0069】

次いで、ステップＳ８において、コンピュータ５０は、混合ガスの吸気開始時点からｔ＝４ｍｉｎの時点に到達したか否かを判断する。この場合、ｔ＝４ｍｉｎに到達していなければ、コンピュータ５０は、脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）の増加の割合が、予め定めてある所定値より小さくなっておらず、飽和状態に到達していないものと判断し（ステップＳ８：ＮＯ）、ステップＳ６に戻る。すなわち、ｔ＝２ｍｉｎの時点でステップＳ６の撮影が行われ、ステップＳ７の処理後、ステップＳ８の判断処理が行われる場合には、ステップＳ６に戻り、ｔ＝４ｍｉｎの時点でステップＳ６の撮影が再度行われる。

【0070】

一方、ｔ＝４ｍｉｎに到達していた場合、コンピュータ５０は、脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）の増加の割合が、予め定めてある所定値より小さくなり、飽和状態になったものと判断する（ステップＳ８：ＹＥＳ）。

【0071】

続くステップＳ９において、コンピュータ５０は、洗い出し過程、いわゆるＷａｓｈ−ｏｕｔ過程（図６参照）が済んでいるかどうかの判断を行う。この判断では、ｔ＝８ｍｉｎに到達しているか否かで洗い出し過程が終了したか否かを判断する。この場合、コンピュータ５０は、ｔ＝８ｍｉｎに到達していなければ、洗い出し過程が終了していないと判断し（ステップＳ９：ＮＯ）、ステップＳ１０において、混合ガスの供給を中止し、混合ガスの代わりに通常の空気を送る、いわゆる洗い出し（図６のＷａｓｈ−ｏｕｔ過程）を行う。

【0072】

その後、ステップＳ６に戻り、ｔ＝８ｍｉｎの時点でステップＳ６以降の処理が再度行われる。洗い出しでＸ線ＣＴ装置本体１８が取得したｔ＝８ｍｉｎの時点での第１ＣＴ画像も、外部記憶装置５６に記憶される。なお、本実施形態では、洗い出し過程中、ｔ＝６ｍｉｎの時点でステップＳ６〜Ｓ１０の処理を実行し、第１ＣＴ画像及び脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）を取得することも可能である。

【0073】

その後、ステップＳ９において、混合ガスの吸入開始からｔ＝８ｍｉｎの時点に到達していた場合、コンピュータ５０は、洗い出し過程が終了したと判断する（ステップＳ９：ＹＥＳ）。これにより、ステップＳ１１において、脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）が所定値以下になったことが確認されるまで、ステップＳ６、Ｓ７の処理を繰り返し行う。

【0074】

そして、脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）が所定値以下になったとき（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２において、以下に説明するように、第１ＣＴ画像のＣＴ画素データから第２ＣＴ画像を作成する。また、ステップＳ１２では、脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）の経時変化から、動脈血速度定数Ｋａ及びキセノン分配係数λを決定し、決定した動脈血速度定数Ｋａに基づいて脳血流量ｆを算出する。さらに、ステップＳ１２では、第１ＣＴ画像に応じたキセノン分配係数λの画像（第１分配係数画像）及び脳血流量ｆの画像（第１血流量画像）を作成する一方で、第２ＣＴ画像に応じたキセノン分配係数λの画像（第２分配係数画像）及び脳血流量ｆの画像（第２血流量画像）を作成する。

【0075】

続くステップＳ１３においては、表示装置５８に各種画像の表示を行う一方で、プリンタ６０による各種画像のハードコピーを行う。

【0076】

［３．本実施形態の特徴的な動作（ステップＳ１２）］
次に、本実施形態の特徴的な機能であるステップＳ１２の詳細な処理（ステップＳ２１〜Ｓ２７）について、図５を参照しながら説明する。ここでは、図７Ａ〜図２６の各図面を参照しつつ、図５のステップＳ２１〜Ｓ２７の処理を説明する。

【0077】

ここで、ステップＳ２１〜Ｓ２７の説明に先立ち、本実施形態の背景と、従来技術の問題点とについて説明する。

【0078】

［発明が解決しようとする課題］でも説明したように、今後、認知症の高齢者の人数が増加することが推計されている。また、脳の大脳皮質は、灰白質であり、思考や言語等の高次機能を担う中枢が局在している。灰白質には神経細胞が集まっているので、脳表又は脳表に近い層の脳血流量ｆを測定することは、認知症の鑑別や治療効果の判定に有用と考えられる。一方で、脳表又は脳表に近い層に対する定量的な脳血流量ｆの画像に関する研究報告等は未だ見受けられない。

【0079】

従って、第１ＣＴ画像を取得し、取得した第１ＣＴ画像から脳表又は脳表に近い層の脳血流量ｆの画像を作成することができれば、脳血流量ｆの画像を用いて、認知症の鑑別や治療をより効果的に行えることが期待される。

【0080】

ところで、前述の第１ＣＴ画像は、被検体１２の体軸方向に垂直なアキシャル断面のＣＴ画像（アキシャル像）、被検体１２の前後方向に垂直なコロナル断面のＣＴ画像（コロナル像）、又は、被検体１２の左右方向に垂直なラテラル断面のＣＴ画像（ラテラル像）である。また、第１ＣＴ画像は、所定方向（体軸方向、前後方向又は左右方向）に沿った任意の第１スライス幅ｄ１を有するＣＴ画像である。従って、Ｘ線ＣＴ装置本体１８によって取得された脳３４の断層画像は、当該所定方向に沿って複数の第１ＣＴ画像が積層された断層画像である。

【0081】

図７Ａ及び図７Ｂに示すように、第１ＣＴ画像７２には脳３４が写り込んでいる。脳３４において、大脳や小脳等の脳実質７４の奥側（内方）には、脳室７６がある。図７Ａは、前面視のコロナル像の第１ＣＴ画像７２であり、図７Ｂは、左側面視のラテラル像の第１ＣＴ画像７２である。

【0082】

ここで、例えば、頭頂７８から下方（頸部側）に向かって、図示しないアキシャル像の第１ＣＴ画像７２を順に見ていくと、比較的早い（浅い）層で脳室７６の写り込んだ断層画像を視認することになる。また、被検体１２の前後方向又は左右方向に沿って、第１ＣＴ画像７２を順に見る場合でも、比較的早い層で脳室７６の写り込んだ断層画像を視認することになる。

【0083】

このような第１ＣＴ画像７２を用いて脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）を求め、求めた脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）に基づき脳血流量ｆを求める場合、医師等のオペレータは、第１ＣＴ画像７２を見ながら操作コンソール５４を操作し、脳室７６を除外したＣＴ画素データを用いて脳血流量ｆを計算するようコンピュータ５０に指示する。しかしながら、オペレータにとり、第１ＣＴ画像７２から脳室７６を除外する作業は煩わしい。また、この作業は、オペレータの技量に左右される。そのため、同じ被検体１２の第１ＣＴ画像７２であっても、オペレータによって、脳血流量ｆの算出精度にバラツキが生じる可能性がある。

【0084】

さらに、近時、コーンビームＣＴ装置の出現により、被検体１２を中心として、Ｘ線管３０及び検出器３２を１回転させながらＸ線管３０から検出器３２に向けてＸ線を照射することにより、１回のＸ線ＣＴ検査のみで脳３４全体の第１ＣＴ画像７２を短時間で取得することが可能になってきている。そのため、被検体１２の被曝量低減の観点からも、コーンビームＣＴ装置を用いて被検体１２の脳３４の第１ＣＴ画像７２を取得し、取得した第１ＣＴ画像７２を用いて脳血流量ｆを精度良く算出できることが望ましい。

【0085】

そこで、本実施形態は、オペレータの作業負担を軽減しつつ、被検体１２の脳血流量ｆを精度良く算出することにより、当該被検体１２の認知症の鑑別又は治療に利用可能な脳血流量ｆの画像を作成すると共に、被検体１２の被曝量の低減も実現すべく、下記のステップＳ２１〜Ｓ２７の処理を実行する。

【0086】

先ず、図５のステップＳ２１において、図３のコンピュータ５０は、外部記憶装置５６に記憶された第１ＣＴ画像７２のＣＴ画素データを読み出す。

【0087】

次のステップＳ２２において、コンピュータ５０の画像作成部６４は、第１ＣＴ画像７２において、脳３４の脳表８０に沿った断層画像であって、且つ、第２スライス厚ｄ２の第２ＣＴ画像となる層（本実施形態では第１層Ｌ１〜第１０層Ｌ１０）を設定する。すなわち、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、脳実質７４（の外表面である脳表８０）は、略円弧状に形成されており、一方で、脳室７６も脳実質７４の奥側で略円弧状に形成されている。そこで、ステップＳ２２では、このような脳３４の構造に着目し、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、脳表８０に最も近い第２ＣＴ画像を第１層Ｌ１とし、脳表８０から最も遠い（脳室７６に近接する）第２ＣＴ画像を第１０層Ｌ１０として、各層Ｌ１〜Ｌ１０を第２スライス厚ｄ２とする第２ＣＴ画像を、第１ＣＴ画像７２上に設定する。

【0088】

なお、本実施形態では、図７Ａに示すように、一例として、第１ＣＴ画像７２の第１スライス厚ｄ１と、第２ＣＴ画像の第２スライス厚ｄ２とを、ｄ１＝ｄ２＝５ｍｍに設定している。また、図７Ａ及び図７Ｂにおける第２スライス厚ｄ２は、第２ＣＴ画像における頭頂７８直下のスライス幅である。さらに、図７Ａ及び図７Ｂにおける水平線８１は、当該水平線８１よりも上側の第１ＣＴ画像７２のＣＴ画素データを用いて、第２ＣＴ画像を作成することを意味している。

【0089】

次のステップＳ２３において、画像作成部６４は、ステップＳ２２の設定内容に従って、第１層Ｌ１〜第１０層Ｌ１０の第２ＣＴ画像を作成する。図８Ａ〜図９Ｂは、第１ＣＴ画像７２から第２ＣＴ画像を作成する方法を模式的に図示した説明図である。

【0090】

図８Ａ及び図８Ｂに示すように、Ｘ線ＣＴ装置本体１８は、所定方向（図８Ｂの上下方向）に沿った第１スライス厚ｄ１の複数の第１ＣＴ画像７２を取得する。従って、画像作成部６４は、ステップＳ２１の処理を実行することにより、所定方向に沿って積層状態の複数の第１ＣＴ画像７２を読み出すことになる。

【0091】

そこで、ステップＳ２３において、画像作成部６４は、先ず、脳表８０に最も近い第２ＣＴ画像を第１層Ｌ１の第２ＣＴ画像とした場合、所定方向（図８Ｂの上方であって図７Ａ及び図７Ｂの頭頂７８側）から積層状態の複数の第１ＣＴ画像７２を見る。この場合、所定方向から見た状態が図８Ａであるので、画像作成部６４は、図８Ａの状態で視認可能な各第１ＣＴ画像７２の画素を用いて、第１層Ｌ１の第２ＣＴ画像を作成する。

【0092】

次に、画像作成部６４は、第２層Ｌ２以降の第２ＣＴ画像については、以下のようにして作成すればよい。

【0093】

すなわち、ｍを１以上の整数としたときに、所定方向に沿って脳表８０から離れた第（ｍ＋１）層の第２ＣＴ画像を作成する場合、画像作成部６４は、積層状態の各第１ＣＴ画像７２の中から、第１層Ｌ１から第ｍ層Ｌｍまでの各第２ＣＴ画像の作成に用いた画素を取り除く。

【0094】

例えば、図８Ａの状態で視認可能な各第１ＣＴ画像７２の画素を用いて、第ｍ層Ｌｍの第２ＣＴ画像を作成した場合、図８Ｃに示すように、各第１ＣＴ画像７２中、白抜きの画素８２が削除対象となる。従って、斜線のハッチングで示した画素８４が第（ｍ＋１）層目の第２ＣＴ画像の作成に用いられる画素となる。

【0095】

そのため、第（ｍ＋１）層Ｌｍ＋１の第２ＣＴ画像の作成では、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、取り除いた状態の各第１ＣＴ画像７２を上記の所定方向（図９Ｂの上方であって図７Ａ及び図７Ｂの頭頂７８側）から見て、当該所定方向から視認可能な各第１ＣＴ画像７２の画素８４を用いて、第（ｍ＋１）層Ｌｍ＋１の第２ＣＴ画像を作成する。このようにすれば、第２層Ｌ２〜第１０層Ｌ１０の第２ＣＴ画像を作成することが可能となる。

【0096】

図１０Ａ〜図１２Ｂは、高齢の健常者（８５歳、ＭＭＳＥ（ミニメンタルステート検査）：２８点）が被検体１２である場合に、当該被検体１２の第１ＣＴ画像７２を用いて作成された、第１層Ｌ１の第２ＣＴ画像８６を図示したものである。

【0097】

図１０Ａは、右側面視のラテラル像であり、図１０Ｂは、左側面視のラテラル像である。図１１Ｂは、上面視のアキシャル像であり、図１１Ｂは、底面視のアキシャル像である。図１２Ａは、前面視のコロナル像であり、図１２Ｂは、背面視のコロナル像である。また、図１０Ａ〜図１２Ｂの各第２ＣＴ画像８６における等高線表示は、図８Ａ及び図９Ａのように、当該第２ＣＴ画像８６の作成に用いた各第１ＣＴ画像７２における各層の境界線を示している。

【0098】

なお、後述する図１３Ａには、他の高齢の健常者（７７歳の女性、ＭＭＳＥ：２７点）の第７層Ｌ７の第２ＣＴ画像８６ｈが図示され、図１３Ｂには、高齢のアルツハイマー病の患者（以下、ＡＤ患者ともいう。）（８３歳の女性、ＭＭＳＥ：１２点）の第７層Ｌ７の第２ＣＴ画像８６ａが図示されている。

【0099】

また、図１６Ａ及び図１６Ｂには、図１３Ａと同一の健常者の第３層Ｌ３及び第４層Ｌ４の第２ＣＴ画像８６ｈがそれぞれ図示され、図１７Ａ及び図１７Ｂには、他の高齢のＡＤ患者（７７歳の女性、ＭＭＳＥ：２３点）の第３層Ｌ３及び第４層Ｌ４の第２ＣＴ画像８６ａがそれぞれ図示されている。

【0100】

なお、図１６Ｂ及び図１７Ｂの第２ＣＴ画像８６ｈ、８６ａの横に配置されている１〜１００の表示の棒グラフは、図１６Ａ〜図１７Ｂの各第２ＣＴ画像８６ａ、８６ｈにおけるＣＴ値ΔＣＴの範囲を示したものである。この場合、図１６Ａの第２ＣＴ画像８６ｈにおけるＣＴ値ΔＣＴの平均値は４０．３ＨＵであり、図１６Ｂの第２ＣＴ画像８６ｈにおけるＣＴ値ΔＣＴの平均値は３９．９ＨＵである。また、図１７Ａの第２ＣＴ画像８６ａにおけるＣＴ値ΔＣＴの平均値は３６．１ＨＵであり、図１７Ｂの第２ＣＴ画像８６ａにおけるＣＴ値ΔＣＴの平均値は３６．９ＨＵである。

【0101】

次のステップＳ２４において、パラメータ決定部６６は、各第１ＣＴ画像７２の層毎に、該当する層の第１ＣＴ画像７２のＣＴ画素データのＣＴ値ΔＣＴを用いて、脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）を求める。次に、パラメータ決定部６６は、求めた脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）の経時変化に基づいて、動脈血速度定数Ｋａ及びキセノン分配係数λを、各第１ＣＴ画像７２の層毎に決定する。

【0102】

次のステップＳ２５において、血流量算出部６８は、脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）、動脈血速度定数Ｋａ及びキセノン分配係数λを用いて、脳血流量ｆを各第１ＣＴ画像７２の層毎に算出する。

【0103】

なお、ステップＳ２４、Ｓ２５の各処理は、特許文献１に開示されているので、具体的な処理方法についての説明は省略する。

【0104】

次のステップＳ２６において、画像作成部６４は、先ず、ステップＳ２４で第１ＣＴ画像７２の層毎に決定したキセノン分配係数λを用いて、第１ＣＴ画像７２の積層方向である所定方向に直交する当該キセノン分配係数λの断層画像（第１分配係数画像）を、第１ＣＴ画像７２の層毎に作成する。また、画像作成部６４は、ステップＳ２５で第１ＣＴ画像７２の層毎に算出した脳血流量ｆを用いて、所定方向に直交する脳血流量ｆの断層画像（第１血流量画像）を、第１ＣＴ画像７２の層毎に作成する。

【0105】

次に、画像作成部６４は、前述した第１ＣＴ画像７２からの第２ＣＴ画像８６の作成方法（図８Ａ〜図９Ｂ参照）と同様の方法で、第１分配係数画像から第２ＣＴ画像８６に応じたキセノン分配係数λの断層画像（第２分配係数画像）を作成すると共に、第１血流量画像から第２ＣＴ画像８６に応じた脳血流量ｆの断層画像（第２血流量画像）を作成する。

【0106】

具体的に、画像作成部６４は、所定方向から積層状態の各第１分配係数画像及び各第１血流量画像を見たときに、当該所定方向から視認可能な第１各分配係数画像及び各第１血流量画像の画素を用いて、脳表８０に沿い且つ第１層Ｌ１の第２ＣＴ画像８６に応じた当該第１層Ｌ１の第２分配係数画像及び第２血流量画像をそれぞれ作成する。

【0107】

また、所定方向に沿って脳表８０から離れた第（ｍ＋１）層Ｌｍ＋１の第２分配係数画像及び第２血流量画像をそれぞれ作成する場合には、先ず、積層状態の各第１分配係数画像及び各第１血流量画像の中から、第１層Ｌ１から第ｍ層Ｌｍまでの各第２分配係数画像及び各第２血流量画像の作成に用いた画素を取り除く。次に、取り除いた状態の各第１分配係数画像及び各第１血流量画像を所定方向から見たときに、当該所定方向から視認可能な各第１分配係数画像及び各第１血流量画像の画素を用いて、第（ｍ＋１）層Ｌｍ＋１の第２分配係数画像及び第２血流量画像をそれぞれ作成する。

【0108】

すなわち、図８Ａ〜図９Ｂの説明において、第１ＣＴ画像７２の文言を第１分配係数画像及び第１血流量画像にそれぞれ置き換え、第２ＣＴ画像８６の文言を第２分配係数画像及び第２血流量画像にそれぞれ置き換えることにより、第１分配係数画像を用いた第２分配係数画像の作成、及び、第１血流量画像を用いた第２血流量画像の作成の説明となる。

【0109】

図１４Ａは、図１３Ａの健常者における第７層Ｌ７の第２血流量画像８８ｈ（上面視のアキシャル像）を示す図であり、図１４Ｂは、図１３ＢのＡＤ患者における第７層Ｌ７の第２血流量画像８８ａ（上面視のアキシャル像）を示す図である。図１４Ａ及び図１４Ｂにおいて、矩形の枠８９ｈ、８９ａでそれぞれ囲ったように、枠８９ｈ内において、健常者の帯状回の脳血流量ｆ［ｍｌ／（１００ｇ・ｍｉｎ）］は相対的に高く、一方で、枠８９ａ内において、ＡＤ患者の帯状回の脳血流量ｆが相対的に低いことが視覚的に明確に分かる。なお、図１４Ｂの第２血流量画像８８ａの横に配置されている０．１〜８０の表示の棒グラフは、図１４Ａ及び図１４Ｂの各第２血流量画像８８ｈ、８８ａにおける脳血流量ｆ［ｍｌ／（１００ｇ・ｍｉｎ）］の範囲を示したものであり、以下同様とする。

【0110】

すなわち、帯状回は、大脳皮質の内側面に存在し、感情の形成及び処理、並びに、学習及び記憶に関わりを持つ部位である。そして、帯状回には神経細胞が存在し、脳血流量ｆが比較的多い部位である。従って、帯状回の脳血流量ｆを把握することにより、被検体１２が健常者であるか、又は、ＡＤ患者であるかを定量的に評価（判定、鑑別）することが可能となる。

【0111】

図１５Ａは、図１３Ａ及び図１４Ａの健常者における第７層Ｌ７の第２分配係数画像９０ｈ（上面視のアキシャル像）を示す図であり、図１５Ｂは、図１３Ｂ及び図１４ＢのＡＤ患者における第７層Ｌ７の第２分配係数画像９０ａ（上面視のアキシャル像）を示す図である。なお、図１５Ｂの第２分配係数画像９０ａの横に配置されている０．０１〜１．５の表示の棒グラフは、図１５Ａ及び図１５Ｂの各第２分配係数画像９０ｈ、９０ａにおけるキセノン分配係数λの範囲を示したものであり、以下同様とする。図１５Ａ及び図１５Ｂにおいて矩形の枠９１ｈ、９１ａで囲ったように、健常者の白質において、キセノン分配係数λの高い領域は相対的に少なく、一方で、ＡＤ患者の白質において、キセノン分配係数λの高い領域は相対的に広いことが視覚的に明確に分かる。

【0112】

すなわち、健常者と比較して、ＡＤ患者の脳３４には、脂質が相対的に多く存在する。また、脂質は、キセノンガスを吸収しやすく、当該脂質のキセノン分配係数λは相対的に高い。従って、第２分配係数画像９０ａを視認することにより、当該被検体１２がアルツハイマー病（ＡＤ患者）であることを定量的に評価（判定、鑑別）することが可能となる。

【0113】

また、図１６Ａ及び図１６Ｂは、他の健常者における第３層Ｌ３及び第４層Ｌ４の第２ＣＴ画像８６ｈ（左側面視のラテラル像）を示す図である。図１７Ａ及び図１７Ｂは、他のＡＤ患者における第３層Ｌ３及び第４層Ｌ４の第２ＣＴ画像８６ａ（左側面視のラテラル像）を示す図である。

【0114】

図１８Ａ及び図１８Ｂは、それぞれ、図１６Ａ及び図１６Ｂの第２ＣＴ画像８６ｈを用いて得られた第３層Ｌ３及び第４層Ｌ４の第２血流量画像８８ｈ（左側面視のラテラル像）を示す図である。また、図１９Ａ及び図１９Ｂは、それぞれ、図１７Ａ及び図１７Ｂの第２ＣＴ画像８６ａを用いて得られた第３層Ｌ３及び第４層Ｌ４の第２血流量画像８８ａ（左側面視のラテラル像）を示す図である。

【0115】

図２０Ａ及び図２０Ｂは、それぞれ、図１６Ａ及び図１６Ｂの第２ＣＴ画像８６ｈを用いて得られた第３層Ｌ３及び第４層Ｌ４の第２分配係数画像９０ｈ（左側面視のラテラル像）を示す図である。また、図２１Ａ及び図２１Ｂは、それぞれ、図１７Ａ及び図１７Ｂの第２ＣＴ画像８６ａを用いて得られた第３層Ｌ３及び第４層Ｌ４の第２分配係数画像９０ａ（左側面視のラテラル像）を示す図である。

【0116】

この場合、図１８Ａ及び図１８Ｂの健常者の第２血流量画像８８ｈと、図１９Ａ及び図１９ＢのＡＤ患者の第２血流量画像８８ａとを比較すれば、脳３４全体として、健常者の脳血流量ｆがＡＤ患者の脳血流量ｆよりも多いことを、視覚的に理解することができる。なお、図１８Ａの第２血流量画像８８ｈにおける脳血流量ｆの平均値は、３１．９ｍｌ／（１００ｇ・ｍｉｎ）であり、図１８Ｂの第２血流量画像８８ｈにおける脳血流量ｆの平均値は、３１．８ｍｌ／（１００ｇ・ｍｉｎ）である。一方、図１９Ａの第２血流量画像８８ａにおける脳血流量ｆの平均値は、２６．０ｍｌ／（１００ｇ・ｍｉｎ）であり、図１９Ｂの第２血流量画像８８ａにおける脳血流量ｆの平均値は、２４．９ｍｌ／（１００ｇ・ｍｉｎ）である。

【0117】

また、図２０Ａ及び図２０Ｂの健常者の第２分配係数画像９０ｈと、図２１Ａ及び図２１ＢのＡＤ患者の第２分配係数画像９０ａとを比較すれば、脳３４全体として、ＡＤ患者におけるキセノン分配係数λの高い領域が、健常者におけるキセノン分配係数λの高い領域よりも広がりがあるため、当該被検体１２は、脂質が多く、アルツハイマー病（ＡＤ患者）であることを容易に確認することができる。なお、図２０Ａの第２分配係数画像９０ｈにおけるキセノン分配係数λの平均値は、０．５２であり、図２０Ｂの第２分配係数画像９０ｈにおけるキセノン分配係数λの平均値は、０．５７である。一方、図２１Ａの第２分配係数画像９０ａにおけるキセノン分配係数λの平均値は、０．７９であり、図２１Ｂの第２分配係数画像９０ａにおけるキセノン分配係数λの平均値は、０．８７である。

【0118】

なお、脳３４の灰白質のキセノン分配係数λは、約０．８であり、白質のキセノン分配係数λは、約１．５である。

【0119】

ここで、次のステップＳ２７について説明する前に、健常者及びＡＤ患者の第２ＣＴ画像８６ｈ、８６ａから得られる脳血流量ｆ及びキセノン分配係数λについて、図２２〜図２４を参照しながら、さらに説明する。

【0120】

図２２及び図２３は、脳血流量ｆ及びキセノン分配係数λを第２ＣＴ画像８６ａ、８６ｈの層毎にプロットしたグラフを示す。これは、複数の健常者及びＡＤ患者について、それぞれの被検体１２毎に、脳血流量ｆ及びキセノン分配係数λの平均値を第２層Ｌ２から第６層Ｌ６までの層毎に求め、求めた各平均値の結果を各層毎にプロットしたものである。

【0121】

図２２は、１５名の高齢の健常者（７５歳〜８９歳の女性、ＭＭＳＥ：２８．６点（平均点）±１．４点）の脳血流量ｆ及びキセノン分配係数λの平均値を第２ＣＴ画像８６ｈの層毎にプロットしたグラフである。この場合、黒色の丸印は、右側面視のラテラル像を用いた脳血流量ｆ及びキセノン分配係数λについて、全ての健常者の平均値を示す。また、白抜きの丸印は、左側面視のラテラル像を用いた脳血流量ｆ及びキセノン分配係数λについて、全ての健常者の平均値を示す。さらに、１５名の健常者の標準偏差は、エラーバーで図示している。

【0122】

図２２において、第２層Ｌ２から第６層Ｌ６まで順に見ていくと、脳血流量ｆが減少すると共に、キセノン分配係数λが増加する。これは、第２層Ｌ２等の脳表８０に近い層は、脳表８０近傍の灰白質の領域であり、神経細胞等が存在し、脳血流量ｆが相対的に多いからである。一方、第５層や第６層は白質が多く、脂質が多いので、脳血流量ｆが低下すると共に、キセノンガスが吸収されやすく、キセノン分配係数λが高くなる。

【0123】

図２３は、２７名の高齢のＡＤ患者（７５歳〜８７歳の女性、ＭＭＳＥ：１７．７点（平均点）±５．６点）の脳血流量ｆ及びキセノン分配係数λの平均値を第２ＣＴ画像８６ａの層毎にプロットしたグラフである。この場合も、黒色の丸印は、右側面視のラテラル像を用いた脳血流量ｆ及びキセノン分配係数λについて、全てのＡＤ患者の平均値を示す。また、白抜きの丸印は、左側面視のラテラル像を用いた脳血流量ｆ及びキセノン分配係数λについて、全てのＡＤ患者の平均値を示す。さらに、２７名のＡＤ患者の標準偏差は、エラーバーで図示している。

【0124】

図２３において、第２層Ｌ２から第６層Ｌ６まで順に見ていくと、脳血流量ｆに大きな変化がない一方で、キセノン分配係数λが大幅に増加する。一方、第５層や第６層は白質が多くなるので、前述の脂質と白質とによって、キセノンガスの吸収が顕著となり、キセノン分配係数λが著しく増大する。

【0125】

図２４は、健常者及びＡＤ患者の脳血流量ｆ及びキセノン分配係数λについて、第２ＣＴ画像８６ａ、８６ｈの層毎（第２層Ｌ２〜第６層Ｌ６）、及び、第２ＣＴ画像８６ａ、８６ｈの表示方向毎（右側面視、左側面視、上面視、正面視、背面視）に、スチューデントのｔ検定を実施した場合のＰ値を示した表である。

【0126】

図２４において、Ｐ値が小さい程、健常者の結果とＡＤ患者の結果との差異が大きい。すなわち、Ｐ値が小さい程、当該Ｐ値の元となった第２ＣＴ画像８６ａ、８６ｈを用いて、被検体１２がアルツハイマー病（ＡＤ患者）であるか否かの画像診断（判定、鑑別）が行いやすいことを示唆している。ここで、第３層及び第４層の左側面視のラテラル像（第２ＣＴ画像８６ａ、８６ｈ）におけるＰ値は、いずれも、図２４中の他のＰ値よりも小さい。従って、第３層及び第４層の左側面視のラテラル像から、被検体１２が健常者又はＡＤ患者であるかを容易に識別（判定、鑑別）しやすいことが予想される。

【0127】

そこで、ステップＳ２７において、図３のプロット判定部７０は、図２４での知見に基づき、第２血流量画像８８ａ、８８ｈ及び第２分配係数画像９０ａ、９０ｈ（第２ＣＴ画像８６ａ、８６ｈ）の層毎、すなわち、Ｐ値が最も小さい第３層及び第４層におけるキセノン分配係数λ及び脳血流量ｆ（の平均値）の散布図を作成する。

【0128】

図２５は、第３層でのキセノン分配係数λ及び脳血流量ｆの平均値の散布図であり、図２６は、第４層でのキセノン分配係数λ及び脳血流量ｆの平均値の散布図である。この場合、２７名のＡＤ患者の結果を黒色の丸印で図示し、１５名の健常者の結果を白抜きの丸印で図示する。

【0129】

そして、プロット判定部７０は、各散布図に四分円９２を設け、各散布図中のプロットが四分円９２の内側又は外側のどちらにプロットされているのかを判定する。ここで、図２５の四分円９２は、脳血流量ｆの軸上における２４．１ｍｌ／（１００ｇ・ｍｉｎ）の箇所と、キセノン分配係数λの軸上における０．７８の箇所とを通る円弧である。また、図２６の四分円９２は、脳血流量ｆの軸上における２３．３ｍｌ／（１００ｇ・ｍｉｎ）の箇所と、キセノン分配係数λの軸上における０．８０の箇所とを通る円弧である。

【0130】

この場合、プロット判定部７０は、四分円９２の外側のデータについては、アルツハイマー病の結果（ＡＤ患者）であると判定し、一方で、四分円９２の内側のデータについては、健常者の結果であると判定する。

【0131】

この結果、図２５の第３層での散布図において、被検体１２がＡＤ患者であると識別できる感度は９２．５％（＝（２５／２７）×１００％）であり、特異度は１００％（＝（２５／２５）×１００％）であった。一方、図２６の第４層での散布図において、被検体１２がＡＤ患者であると識別できる感度は９６．３％（＝（２６／２７）×１００％）であり、特異度は９３．３％（＝（１５／１６）×１００％）であった。

【0132】

従って、散布図に被検体１２の脳血流量ｆ及びキセノン分配係数λの平均値をプロットし、プロットしたデータが四分円９２の内側又は外側のどちらにあるかをプロット判定部７０で判定することにより、当該被検体１２がＡＤ患者であるか否かを容易に且つ精度よく診断することが可能となる。なお、ステップＳ２７の処理は、ステップＳ２５又はＳ２６の処理後に実行すればよい。また、プロット判定部７０での判定結果は、表示装置５８の画面上に表示し、又は、プリンタ６０によりプリントアウトしてもよいことは勿論である。

【0133】

［４．本実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態に係るキセノンＣＴ装置１０において、Ｘ線ＣＴ装置本体１８は、コーンビームＣＴ装置であり、制御装置２０のコンピュータ５０は、画像作成部６４を有する。

【0134】

Ｘ線ＣＴ装置本体１８は、被検体１２を中心として、Ｘ線管３０及び検出器３２を少なくとも１回転させながらＸ線管３０から検出器３２に向けてＸ線を照射することにより、所定方向に直交する脳３４の断層画像であって、且つ、第１スライス厚ｄ１の第１ＣＴ画像７２を、所定方向に沿って複数取得するコーンビームＣＴ装置である。

【0135】

また、画像作成部６４は、Ｘ線ＣＴ装置本体１８から各第１ＣＴ画像７２を取得し、所定方向に沿った積層状態の各第１ＣＴ画像７２を用いて、脳３４の脳表８０に沿った断層画像であって、且つ、第２スライス厚ｄ２の第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈを、所定方向に沿って複数作成する。

【0136】

このように、脳表８０に沿った第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈを作成することにより、脳表８０に近い層から所定方向に沿って順に第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈを見た場合、脳表８０から相当離れた層において脳室７６の写り込んだ第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈを視認することができる。すなわち、大部分の第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈ、特に、大脳や小脳等の脳実質７４が写り込む脳表８０に近い層の第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈは、脳室７６の写り込まない断層画像となる。

【0137】

これにより、脳実質７４のみで当該脳３４を評価することが可能となる。また、ＣＴ画像から脳室７６を除外する作業が不要となるため、オペレータの作業負担を軽減することができる。この結果、オペレータに依存することなく、脳室７６の写り込んでいない第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈを作成できるので、当該第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈを用いることにより、被検体１２の脳血流量ｆを精度良く算出することが可能となる。さらに、第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈは、Ｘ線ＣＴ装置本体１８による少なくとも１回のＸ線ＣＴ撮影により取得された第１ＣＴ画像７２に基づく断層画像であるため、被検体１２の被曝量の低減を図ることもできる。

【0138】

また、画像作成部６４は、各第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈを下記のように作成する。先ず、画像作成部６４は、脳表８０に最も近い第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈを第１層Ｌ１の第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈとした場合、所定方向から積層状態の各第１ＣＴ画像７２を見たときに、当該所定方向から視認可能な各第１ＣＴ画像７２の画素を用いて、第１層Ｌ１の第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈを作成する。

【0139】

一方、第２層Ｌ２以降の第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈ、すなわち、ｍを１以上の整数としたときに、所定方向に沿って脳表８０から離れた第（ｍ＋１）層Ｌｍ＋１の第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈを作成する場合、画像作成部６４は、最初に、積層状態の各第１ＣＴ画像７２の中から、第１層Ｌ１から第ｍ層Ｌｍまでの各第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈの作成に用いた画素８２を取り除く。次に、画像作成部６４は、取り除いた状態の各第１ＣＴ画像７２を所定方向から見たときに、当該所定方向から視認可能な各第１ＣＴ画像７２の画素８４を用いて、第（ｍ＋１）層Ｌｍ＋１の第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈを作成する。

【0140】

このように、本実施形態では、１つ前の層までに使用した画素８２（第１層Ｌ１から第ｍ層Ｌｍまでの第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈの作成に使用した各第１ＣＴ画像７２の画素８２）を、積層状態の各第１ＣＴ画像７２から取り除き、残余の各第１ＣＴ画像７２の画素８４を用いて第（ｍ＋１）層Ｌｍ＋１の第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈを作成する。これにより、第１層Ｌ１から順に第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈを容易に且つ効率良く作成することが可能となる。

【0141】

また、コンピュータ５０のパラメータ決定部６６は、各第１ＣＴ画像７２の層毎に、該当する層の第１ＣＴ画像７２のＣＴ画素データのＣＴ値ΔＣＴを用いて、脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）を求め、求めた脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）の経時変化に基づいて、動脈血速度定数Ｋａ及びキセノン分配係数λを、各第１ＣＴ画像７２の層毎に決定する。血流量算出部６８は、脳キセノン濃度Ｃ（ｔ）、動脈血速度定数Ｋａ及びキセノン分配係数λを用いて、脳血流量ｆを各第１ＣＴ画像７２の層毎に算出する。

【0142】

その上で、画像作成部６４は、下記のようにして、第１ＣＴ画像７２及び第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈに応じた、キセノン分配係数λの画像及び脳血流量ｆの画像を作成する。

【0143】

先ず、画像作成部６４は、所定方向に直交するキセノン分配係数λの断層画像である第１分配係数画像を第１ＣＴ画像７２の層毎に作成し、一方で、所定方向に直交する脳血流量ｆの断層画像である第１血流量画像を第１ＣＴ画像７２の層毎に作成する。

【0144】

次に、画像作成部６４は、所定方向から積層状態の各第１分配係数画像及び各第１血流量画像を見たときに、当該所定方向から視認可能な第１各分配係数画像及び各第１血流量画像の画素を用いて、脳表８０に沿い且つ第１層Ｌ１の第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈに応じた当該第１層Ｌ１の第２分配係数画像９０ａ、９０ｈ及び第２血流量画像８８ａ、８８ｈをそれぞれ作成する。

【0145】

最後に、画像作成部６４は、所定方向に沿って脳表８０から離れた第（ｍ＋１）層Ｌｍ＋１の第２分配係数画像９０ａ、９０ｈ及び第２血流量画像８８ａ、８８ｈをそれぞれ作成する場合、積層状態の各第１分配係数画像及び各第１血流量画像の中から、第１層Ｌ１から第ｍ層Ｌｍまでの各第２分配係数画像９０ａ、９０ｈ及び各第２血流量画像８８ａ、８８ｈの作成に用いた画素を取り除く。そして、画像作成部６４は、取り除いた状態の各第１分配係数画像及び各第１血流量画像を所定方向から見たときに、当該所定方向から視認可能な各第１分配係数画像及び各第１血流量画像の画素を用いて、第（ｍ＋１）層Ｌｍ＋１の第２分配係数画像９０ａ、９０ｈ及び第２血流量画像８８ａ、８８ｈをそれぞれ作成する。

【0146】

このように、画像作成部６４は、第１ＣＴ画像７２を用いて第１分配係数画像及び第１血流量画像を作成し、第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈと同様の方法で、第１分配係数画像及び第１血流量画像から第２分配係数画像９０ａ、９０ｈ及び第２血流量画像８８ａ、８８ｈをそれぞれ作成する。これにより、第２分配係数画像９０ａ、９０ｈ及び第２血流量画像８８ａ、８８ｈは、脳室７６の影響を受けない画像となるため、第２分配係数画像９０ａ、９０ｈ及び第２血流量画像８８ａ、８８ｈの画素値を用いて、層毎のキセノン分配係数λ及び脳血流量ｆの平均値を容易且つ精度良く求めることができる。

【0147】

また、このように作成された第２血流量画像８８ａ、８８ｈ及び第２分配係数画像９０ａ、９０ｈは、それぞれ、脳室７６の影響を受けず、且つ、脳表８０又は脳表８０に近い層に対する定量的な脳血流量ｆ及びキセノン分配係数λの画像である。従って、本実施形態では、被検体１２の脳３４の第１ＣＴ画像７２から第２血流量画像８８ａ、８８ｈ及び第２分配係数画像９０ａ、９０ｈをそれぞれ作成し、作成した第２血流量画像８８ａ、８８ｈ及び第２分配係数画像９０ａ、９０ｈを被検体１２の認知症の鑑別又は治療に利用することが可能となる。

【0148】

また、コンピュータ５０のプロット判定部７０は、各第２分配係数画像９０ａ、９０ｈ及び各第２血流量画像８８ａ、８８ｈの層毎にキセノン分配係数λ及び脳血流量ｆの散布図を作成し、当該各散布図に四分円９２を設けて、各散布図中のキセノン分配係数λ及び脳血流量ｆのデータが四分円９２の内側又は外側のどちらにプロットされているのかを判定する。

【0149】

このように、脳室７６を除外した第２ＣＴ画像８６、８６ａ、８６ｈに基づくキセノン分配係数λ及び脳血流量ｆの散布図を用いて判定することにより、被検体１２の脳３４を定量的に評価できると共に、当該脳３４の状態（被検体１２がＡＤ患者であるか否か）を容易に診断することが可能となる。

【0150】

なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0151】

１０…キセノンＣＴ装置 １２…被検体
１４…Ｘ線ＣＴ装置 １６…混合ガス供給装置
１８…Ｘ線ＣＴ装置本体 ２０…制御装置（データ処理装置）
３０…Ｘ線管（放射線源） ３２…検出器（放射線検出器）
３４…脳 ４０、５０…コンピュータ
６４…画像作成部 ６６…パラメータ決定部
６８…血流量算出部 ７０…プロット判定部
７２…第１ＣＴ画像 ７４…脳実質
７６…脳室 ７８…頭頂
８０…脳表 ８２、８４…画素
８６、８６ａ、８６ｈ…第２ＣＴ画像 ８８ａ、８８ｈ…第２血流量画像
８９ａ、８９ｈ、９１ａ、９１ｈ、…枠 ９０ａ、９０ｈ…第２分配係数画像
９２…四分円

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】