特許7382056シミュレータ、シミュレーションシステム、生成プログラム、及び生成方法
(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】
(24)【登録日】2023-11-08
(45)【発行日】2023-11-16
(54)【発明の名称】シミュレータ、シミュレーションシステム、生成プログラム、及び生成方法
(51)【国際特許分類】
A61B 6/03 20060101AFI20231109BHJP
A61M 5/142 20060101ALI20231109BHJP
【ＦＩ】
A61B6/03 330Z
A61B6/03 375
A61M5/142 530
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2019166295
(22)【出願日】2019-09-12
(65)【公開番号】P2021041019
(43)【公開日】2021-03-18
【審査請求日】2022-09-05
(73)【特許権者】
【識別番号】391039313
【氏名又は名称】株式会社根本杏林堂
(74)【代理人】
【識別番号】100099645
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 晃司
(74)【代理人】
【識別番号】100154162
【弁理士】
【氏名又は名称】内田 浩輔
(72)【発明者】
【氏名】増田 和正
【審査官】佐々木 創太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１３０２３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／００１３２８０（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ６／００ － ６／１４
５／０５５
８／００ － ８／１５
Ａ６１Ｍ ３／００ － ９／００
３１／００
３９／００ －３９／２８
Ｇ０６Ｔ １／００ － １／４０
３／００ － ７／９０
１１／６０ －１３／８０
１７／０５
１９／００ －１９／２０
Ｇ０６Ｖ １０／００ －２０／９０
３０／４１８
４０／１６
４０／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１フェーズと、前記第１フェーズに続く第２フェーズとを含む薬液の注入プロトコルを取得するプロトコル取得部と、前記注入プロトコルに基づいて、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションして、前記経時変化を示す時間強調曲線を作成する予測部と、
目標画素値を取得する目標値取得部と、
前記組織の当初画素値を取得する組織情報取得部と、
前記時間強調曲線の評価処理を行い、前記評価処理の結果に応じて前記注入プロトコルを調整して、予測注入プロトコルを生成する判定部とを備え、
前記評価処理において、前記判定部は、前記目標画素値から前記当初画素値を減じて得た第１辺から正規化した第１辺を算出し、かつシミュレーションされた予測画素値が前記目標画素値に達する第２時点から前記予測画素値が前記当初画素値を超える第１時点を減じて得た第１底辺から正規化した第１底辺を算出するとともに、前記正規化した第１辺と前記正規化した第１底辺とを含む第１三角形における正規化した第１斜辺と前記正規化した第１底辺とがなす第１角度を算出して、前記第１角度が所定の範囲に含まれるか否かを判定することによって前記時間強調曲線を評価する、シミュレータ。
【請求項2】
前記第１角度が上限角度以上である場合、前記判定部は、注入速度を低減するように前記第１フェーズに用いられる第１注入プロトコルを調整する、請求項１に記載のシミュレータ。
【請求項3】
前記第１角度が上限角度以上である場合、前記判定部は、注入速度を低減するように前記第１フェーズに用いられる第１注入プロトコルを調整し、前記第１角度が上限角度未満である場合、前記判定部は、前記第１角度が下限角度未満であるか否かを判定し、前記第１角度が前記下限角度未満である場合は、注入速度を増加するように前記第１注入プロトコルを調整する、請求項１に記載のシミュレータ。
【請求項4】
前記判定部は、前記時間強調曲線におけるピーク画素値が前記目標画素値を超える部分が、前記目標画素値を基準として所定の範囲内であるか否かを判定し、前記超える部分が所定の範囲内ではない場合、前記判定部は、前記超える部分が所定の範囲内に含まれるように画素値調整処理を行う、請求項１から３のいずれか一項に記載のシミュレータ。
【請求項5】
前記目標値取得部は、目標維持時間をさらに取得し、前記判定部は、前記予測画素値が前記時間強調曲線におけるピーク画素値に達した後に前記目標画素値に達する第４時点から前記第２時点を減じて予測維持時間を算出し、前記予測維持時間が前記目標維持時間を基準として所定の範囲内であるか否かを判定し、
前記予測維持時間が所定の範囲内ではない場合、前記判定部は、前記予測維持時間が所定の範囲内に含まれるように時間調整処理を行う、請求項１から４のいずれか一項に記載のシミュレータ。
【請求項6】
前記判定部は、前記予測維持時間が所定の範囲内である場合、前記予測画素値が前記ピーク画素値に達する第３時点から前記第２時点を減じて前半維持時間を算出するとともに、前記第４時点から前記第３時点を減じて後半維持時間を算出し、前記前半維持時間と前記後半維持時間とがそれぞれ所定の基準内であるか否かを判定し、前記判定部は、前記前半維持時間と前記後半維持時間との少なくとも一方が所定の基準内ではない場合、前記第２フェーズに用いられる第２注入プロトコルを調整する、請求項５に記載のシミュレータ。
【請求項7】
前記時間調整処理において、前記判定部は、前記ピーク画素値から前記目標画素値を減じて得た第２辺から正規化した第２辺を算出し、前記第３時点から前記第２時点を減じて得た第２底辺から正規化した第２底辺を算出するとともに、前記正規化した第２辺と前記正規化した第２底辺とを含む第２三角形における正規化した第２斜辺と前記正規化した第２底辺とがなす第２角度を算出して、前記第２角度が所定の範囲に含まれるか否かを判定することによって前記時間強調曲線を評価する、請求項６に記載のシミュレータ。
【請求項8】
前記判定部は、前記第２角度が所定角度より小さい場合、合計注入量を減らすように前記第２注入プロトコルを調整し、前記第２角度が前記所定角度より大きい場合、注入時間を長くするように前記第２注入プロトコルを調整する、請求項７に記載のシミュレータ。
【請求項9】
造影剤を注入する注入ヘッドと、請求項１から８のいずれか一項に記載のシミュレータとを備える、シミュレーションシステム。
【請求項10】
被写体を撮像する撮像装置と、請求項１から８のいずれか一項に記載のシミュレータとを備える、シミュレーションシステム。
【請求項11】
薬液の予測注入プロトコルを生成する生成プログラムであって、コンピュータを、第１フェーズと、前記第１フェーズに続く第２フェーズとを含む薬液の注入プロトコルを取得するプロトコル取得部と、
前記注入プロトコルに基づいて、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションして、前記経時変化を示す時間強調曲線を作成する予測部と、
目標画素値を取得する目標値取得部と、
前記組織の当初画素値を取得する組織情報取得部と、
前記時間強調曲線の評価処理を行い、前記評価処理の結果に応じて前記注入プロトコルを調整して、予測注入プロトコルを生成する判定部として機能させ、
前記評価処理において、前記判定部は、前記目標画素値から前記当初画素値を減じて得た第１辺から正規化した第１辺を算出し、かつシミュレーションされた予測画素値が前記目標画素値に達する第２時点から前記予測画素値が前記当初画素値を超える第１時点を減じて得た第１底辺から正規化した第１底辺を算出するとともに、前記正規化した第１辺と前記正規化した第１底辺とを含む第１三角形における正規化した第１斜辺と前記正規化した第１底辺とがなす第１角度を算出して、前記第１角度が所定の範囲に含まれるか否かを判定することによって前記時間強調曲線を評価する、生成プログラム。
【請求項12】
薬液の予測注入プロトコルの生成方法であって、第１フェーズと、前記第１フェーズに続く第２フェーズとを含む薬液の注入プロトコルを取得し、
前記注入プロトコルに基づいて、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションして、前記経時変化を示す時間強調曲線を作成し、
目標画素値を取得し、
前記組織の当初画素値を取得し、
前記時間強調曲線の評価処理を行い、前記評価処理の結果に応じて前記注入プロトコルを調整して、予測注入プロトコルを生成し、
前記評価処理において前記時間強調曲線を評価する際には、前記目標画素値から前記当初画素値を減じて得た第１辺から正規化した第１辺を算出し、かつシミュレーションされた予測画素値が前記目標画素値に達する第２時点から前記予測画素値が前記当初画素値を超える第１時点を減じて得た第１底辺から正規化した第１底辺を算出するとともに、前記正規化した第１辺と前記正規化した第１底辺とを含む第１三角形における正規化した第１斜辺と前記正規化した第１底辺とがなす第１角度を算出して、前記第１角度が所定の範囲に含まれるか否かを判定することによって前記時間強調曲線を評価する、生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の注入フェーズを含む注入プロトコルを用いて予測注入プロトコルを生成するシミュレーションするシミュレータ、シミュレーションシステム、生成プログラム、及び生成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、注入プロトコル及び造影剤量に基づいて、被写体の組織の画素値の経時変化をシミュレーションして、予測維持時間を求める予測部を備えたシミュレータが記載されている。この予測部は、予測維持時間が目標画素値の目標維持時間より短い場合には、シミュレーションで使用した使用造影剤量よりも多量の造影剤を注入する場合の経時変化を再シミュレーションして、予測維持時間を再度求めている。また、予測部は、予測維持時間が目標維持時間より長い場合には、使用造影剤量よりも少量の造影剤を注入する場合の経時変化を再シミュレーションして、予測維持時間を再度求めている。
【0003】
特許文献２の図３には、複数の注入フェーズとして二つの注入フェーズを含む注入プロトコルが開示されている。この注入プロトコルでは、所定の時間が経過するまでの間は、造影剤の注入速度が一定である。そして、所定の時間が経過した後は、造影剤の注入速度が時間の経過に伴って減少している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１９－０１３２９６号公報
【文献】特許第５１１７３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載のシミュレータにおいては、目標画素値に達しかつ目標維持時間を満たす注入プロトコルを得るために、注入速度と注入量を調整した再シミュレーションが多数行われる。そのため、シミュレーションに長時間を要することになり、実用的な時間（例えば数秒）で注入プロトコルを得ることは困難である。特に、特許文献２に記載のような複数の注入フェーズを含む注入プロトコルが用いられる場合には、シミュレーションに要する時間がより長くなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係るシミュレータは、第１フェーズと、前記第１フェーズに続く第２フェーズとを含む薬液の注入プロトコルを取得するプロトコル取得部と、前記注入プロトコルに基づいて、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションして、前記経時変化を示す時間強調曲線を作成する予測部と、目標画素値を取得する目標値取得部と、前記組織の当初画素値を取得する組織情報取得部と、前記時間強調曲線の評価処理を行い、前記評価処理の結果に応じて前記注入プロトコルを調整して、予測注入プロトコルを生成する判定部とを備え、前記判定部は、前記目標画素値から前記当初画素値を減じて得た第１辺から正規化した第１辺を算出し、かつシミュレーションされた予測画素値が前記目標画素値に達する第２時点から前記予測画素値が前記当初画素値を超える第１時点を減じて得た第１底辺から正規化した第１底辺を算出するとともに、前記正規化した第１辺と前記正規化した第１底辺とを含む第１三角形における正規化した第１斜辺と前記正規化した第１底辺とがなす第１角度を算出して、前記第１角度が所定の範囲に含まれるか否かを判定することによって前記時間強調曲線を評価する、ことを特徴とする。
【0007】
また、本発明の一態様に係るシミュレーションシステムは、造影剤を注入する注入ヘッドと、上記シミュレータとを備える、ことを特徴とする。
【0008】
また、本発明の一態様に係るシミュレーションシステムは、被写体を撮像する撮像装置と、上記シミュレータとを備える、ことを特徴とする。
【0009】
また、本発明の一態様に係る生成プログラムは、薬液の予測注入プロトコルを生成する生成プログラムであって、コンピュータを、第１フェーズと、前記第１フェーズに続く第２フェーズとを含む薬液の注入プロトコルを取得するプロトコル取得部と、前記注入プロトコルに基づいて、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションして、前記経時変化を示す時間強調曲線を作成する予測部と、目標画素値を取得する目標値取得部と、前記組織の当初画素値を取得する組織情報取得部と、前記時間強調曲線の評価処理を行い、前記評価処理の結果に応じて前記注入プロトコルを調整して、予測注入プロトコルを生成する判定部として機能させ、前記判定部は、前記目標画素値から前記当初画素値を減じて得た第１辺から正規化した第１辺を算出し、かつシミュレーションされた予測画素値が前記目標画素値に達する第２時点から前記予測画素値が前記当初画素値を超える第１時点を減じて得た第１底辺から正規化した第１底辺を算出するとともに、前記正規化した第１辺と前記正規化した第１底辺とを含む第１三角形における正規化した第１斜辺と前記正規化した第１底辺とがなす第１角度を算出して、前記第１角度が所定の範囲に含まれるか否かを判定することによって前記時間強調曲線を評価する、ことを特徴とする。
【0010】
本発明の一態様に係る生成方法は、薬液の予測注入プロトコルの生成方法であって、第１フェーズと、前記第１フェーズに続く第２フェーズとを含む薬液の注入プロトコルを取得し、前記注入プロトコルに基づいて、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションして、前記経時変化を示す時間強調曲線を作成し、目標画素値を取得し、前記組織の当初画素値を取得し、前記時間強調曲線の評価処理を行い、前記評価処理の結果に応じて前記注入プロトコルを調整して、予測注入プロトコルを生成し、前記時間強調曲線を評価する際には、前記目標画素値から前記当初画素値を減じて得た第１辺から正規化した第１辺を算出し、かつシミュレーションされた予測画素値が前記目標画素値に達する第２時点から前記予測画素値が前記当初画素値を超える第１時点を減じて得た第１底辺から正規化した第１底辺を算出するとともに、前記正規化した第１辺と前記正規化した第１底辺とを含む第１三角形における正規化した第１斜辺と前記正規化した第１底辺とがなす第１角度を算出して、前記第１角度が所定の範囲に含まれるか否かを判定することによって前記時間強調曲線を評価する、ことを特徴とする。
【0011】
これにより、シミュレーションの回数を削減して、予測注入プロトコルの生成時間を短縮できる。
【0012】
本発明のさらなる特徴は、添付図面を参照して例示的に示した以下の実施例の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】シミュレータの概略ブロック図である。
【図2】時間強調曲線の概要の説明図である。
【図3】注入プロトコルを示すグラフである。
【図4】シミュレーションのフローチャートである。
【図5】第１判定のフローチャートである。
【図6】第２判定のフローチャートである。
【図7】時間調整処理のフローチャートである。
【図8】画素値調整処理のフローチャートである。
【図9】シミュレーションシステムの概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態において説明する寸法、材料、形状及び構成要素の相対的な位置は任意に設定でき、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に具体的に記載された実施形態に限定されない。
【0015】
特に言及した場合を除き、造影剤という用語は、造影剤単体と、造影剤に加えて他の溶媒及び添加物を含む薬液との両方を含む。また、以下では、特に言及した場合を除き、画素値という用語には、造影されている撮像部位における、ＣＴ値、関心領域（ＲＯＩ）に含まれる画素のＣＴ値の和若しくは平均値、又は関心領域のＳＤ値（標準偏差値）が含まれる。さらに、画素値は、これらの値から造影されていない撮像部位における値（例えば、単純ＣＴにおける撮像部位のＣＴ値）を減算して得られた値を含む。関心領域は予め設定されているか、又はユーザが関心領域を選択することができる。
【0016】
図１に示すように、被写体の組織における画素値の経時変化を予測するシミュレータ２０は、被写体である被験者に関する被写体情報を取得する被写体情報取得部１１を備えている。この被写体情報は、例えば、体重当たりヨード量、性別、体重、身長、体表面積、心機能、心拍数、一回拍出量、心拍出量、ヘモグロビン量、推定糸球体濾過量（ｅＧＦＲ）、クレアチニン値、年齢、除脂肪体重、ボディマス指数、循環血液量、被験者番号（被験者ＩＤ）、被験者の疾病及び副作用の履歴、被験者氏名、生年月日、血液量、及び血流速度を含んでいる。
【0017】
被写体情報取得部１１は、シミュレータ２０に対する入力部又は操作部として機能するタッチパネル２６を介して、ユーザが入力した被写体情報を取得する。また、被写体情報取得部１１は、シミュレータ２０の記憶部２４又は外部記憶装置であるサーバＳから被写体情報を取得してもよい。この場合、シミュレータ２０とサーバＳとは、全体としてシミュレーションシステムとして機能する。このサーバＳとしては、例えば、ＲＩＳ（Radiology Information System）、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）、ＨＩＳ（Hospital Information System）、検像システム、及び画像作成用ワークステーションがある。さらに、被写体情報取得部１１は、後述する撮像装置３又は注入装置２（図９）から被写体情報を取得してもよい。
【0018】
サーバＳは、複数のコンピュータとしてのサーバユニットが組み合わされることにより一台の論理的なサーバＳとして構成されている。ただし、単一のサーバユニットによりサーバＳが構成されてもよい。あるいは、クラウドコンピューティングを利用して論理的にサーバＳが構成されてもよい。また、サーバＳは、所定のプログラムに従って各種の演算処理及び動作制御を実行するプロセッサと、プロセッサの動作に必要な内部メモリと、その他の周辺装置とを組み合わせたコンピュータとして構成されている。
【0019】
また、シミュレータ２０は、複数のフェーズを含む造影剤の注入プロトコルを取得するプロトコル取得部１２を備える。一例として、プロトコル取得部１２は、注入装置２から取得した薬液情報等に基づいて生成することによって、標準注入プロトコルを取得する。また、プロトコル取得部１２は、シミュレータ２０を介してユーザが入力した注入プロトコルを取得してもよい。また、プロトコル取得部１２は、記憶部２４、サーバＳ又は注入装置２から注入プロトコルを取得してもよい。注入プロトコルは、一例として、薬液の注入時間及び注入速度を含んでおり、第１フェーズと、第１フェーズに続く第２フェーズとを含んでいる。また、複数の注入フェーズは、三つ以上のフェーズであってもよい。なお、以下では二つの注入フェーズを含む注入プロトコルを用いる場合について説明する。
【0020】
注入プロトコルは、各フェーズにおける注入速度の上限速度及び注入量の下限量を、さらに含んでいる。また、注入プロトコルは、注入方法、造影剤注入箇所、注入量、注入タイミング、造影剤濃度、注入圧力、及び注入速度の加速度を含んでいてもよい。さらに、注入プロトコルは、造影剤の注入時間及び注入速度、生理食塩水の注入時間及び注入速度、造影剤の後押し注入の有無、注入速度の増減、クロス注入の有無、リンク速度設定の有無、及び注入用チューブの体積等の情報を含んでいてもよい。クロス注入とは、注入開始から設定された時間が経過するまで、生理食塩水の注入速度より高速で造影剤を注入した後、注入速度が徐々に減少するように造影剤を注入すると同時に、注入速度が徐々に増加するように生理食塩水を注入する注入方法である。また、リンク速度設定とは、造影剤と生理食塩水の注入速度が同一になるように、両者の注入速度をリンクさせる設定である。
【0021】
シミュレータ２０は、タッチパネル２６を介してユーザが入力した被写体の組織情報を取得する組織情報取得部１３を備えている。具体的に、組織情報取得部１３は、組織の当初画素値を取得する。また、組織情報は、シミュレーションの対象組織の他の情報を含んでいてもよい。この対象組織には、例えば、大動脈及び冠動脈等の血管、心臓（右心室及び左心室）、腎臓、尿管、その他の臓器及び筋肉が含まれる。また、組織情報取得部１３は、記憶部２４、サーバＳ又は注入装置２から組織情報を取得してもよい。
【0022】
また、シミュレータ２０は、薬液に関する薬液情報を取得する薬液情報取得部１４を備えている。具体的に、薬液情報取得部１４は、注入装置２に内蔵された読取部からヨード含有量を取得する。この読取部は、後述する注入ヘッド２１（図９）に搭載されるシリンジに取り付けられたデータキャリアから薬液情報を読み取る。データキャリアは、例えば、ＲＦＩＤチップ、ＩＣタグ、又はバーコードである。また、薬液情報取得部１４は、タッチパネル２６を介してユーザが入力した薬液情報を取得してもよい。この薬液情報は、例えば、ヨード含有量、単位当たりヨード量、粘稠度、浸透圧比、造影剤量、生理食塩水量、製品ＩＤ、製品名称、化学分類、含有成分、濃度、消費期限、シリンジ容量、シリンジ耐圧、シリンダ内径、ピストンストローク、及びロット番号を含んでいる。また、薬液情報取得部１４は、記憶部２４、サーバＳ又は注入装置２から薬液情報を取得してもよい。
【0023】
また、シミュレータ２０は、目標画素値を取得する目標値取得部１５を備えている。この目標値取得部１５は、目標維持時間をさらに取得することができる。ユーザは、対象組織の読影に必要な目標画素値と、当該目標画素値を維持する所望の目標維持時間とを、タッチパネル２６から入力できる。代替的に目標値取得部１５は、記憶部２４又はサーバＳなどから目標画素値及び目標維持時間の少なくとも一方を取得してもよい。
【0024】
また、シミュレータ２０は、制御部２５と、制御プログラムＰＧ１を記憶している記憶部２４とを備えている。この制御部２５は、記憶部２４に記憶された制御プログラムＰＧ１に従ってシミュレータ２０の各部を制御している。また、制御部２５は、被写体情報取得部１１、プロトコル取得部１２、組織情報取得部１３、薬液情報取得部１４、目標値取得部１５、予測部１６、及び判定部１７を有している。そして、記憶部２４に実装された生成プログラムＰＧ２に対応して制御部２５が各種処理を実行することにより、各部が各種機能として論理的に実現される。さらに、制御部２５は、表示部として機能するタッチパネル２６に画像を表示させる表示制御部としても機能する。
【0025】
一例として、制御部２５は、不図示のプロセッサを有している。プロセッサは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、又はＭＰＵ（Micro-Processing Unit）であり、記憶部２４に記憶された制御プログラムＰＧ１に基づいて、シミュレータ２０の全体を制御すると共に、各種処理についても統括的に制御する。本実施形態では、ＣＰＵが、記憶部２４に記憶された制御プログラムＰＧ１に従って、種々の演算、制御、及び判別等の処理動作を実行できる。また、制御部２５には、所定の指令及びデータを入力する入力部としてタッチパネル２６が接続されている。タッチパネル２６は、装置の入力状態、設定状態、計測結果、及び各種情報を表示する表示部としても機能する。さらに、制御部２５は、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＦ（Compact Flash）カード、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の可搬記録媒体、又はインターネット上のサーバ等の外部記憶媒体に記憶されたプログラムに従って制御を行うこともできる。
【0026】
記憶部２４は、制御部２５が動作するためのシステムワークメモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）、プログラム若しくはシステムソフトウェアを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、又はハードディスクドライブを有する。また、記憶部２４は、造影剤の予測注入プロトコルを生成する生成プログラムＰＧ２を記憶している。この生成プログラムＰＧ２は、コンピュータを、プロトコル取得部１２、予測部１６、目標値取得部１５、組織情報取得部１３、及び判定部１７として機能させる。また、生成プログラムＰＧ２は、コンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体に記憶させることができる。
【0027】
また、シミュレータ２０は、取得した注入プロトコルに基づいて、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションして、経時変化を示す時間強調曲線（以下、ＴＥＣ (Time Enhancement Curve)という）を作成する予測部１６を備えている。一例として、予測部１６は、被写体情報取得部１１から、被写体情報として、体重当たりヨード量（mgI/kg）、体重（kg）、及び身長（cm）を受け取る。また、予測部１６は、プロトコル取得部１２から、注入プロトコルとして、第１及び第２フェーズにおける造影剤の注入時間（sec）及び注入速度（mL/sec）を取得する。さらに、予測部１６は、組織情報取得部１３から、シミュレーションの対象組織の名称を取得する。また、予測部１６は、薬液情報取得部１４から、薬液情報として、ヨード含有量（mgI/mL）を取得する。そして、予測部１６は、体重当たりヨード量と被写体の体重から、総ヨード量（mgI）を算出する。さらに、予測部１６は、総ヨード量（mgI）及びヨード含有量（mgI/mL）から総注入量（mL）を算出する。そして、予測部１６は、被写体の組織における画素値の経時変化をシミュレーションする。このシミュレーションは、被写体情報と、注入プロトコルと、組織情報とに基づいて実行される。その後、予測部１６は、時間ごとの画素値の変化を記憶部２４に記憶させて、対象組織のＴＥＣを作成する。
【0028】
例えば、予測部１６は、血流方向における上流及び下流のそれぞれに向かって順に各組織の造影剤濃度の経時変化を予測する。具体的に予測部１６は、画素値の経時変化をシミュレーションするために、対象組織における画素値の変化を時間関数として求める。一例として、予測部１６は、下記式１のような微分方程式を用いる。ここでは、対象組織に流入する造影剤の濃度をＣ１とし、対象組織から流出する造影剤の濃度をＣ２とし、対象組織の体積をＶとし対象組織における単位組織あたりの血流量（血流速度）をＱとしている。
【0029】
【数1】
【0030】
さらに、予測部１６は、右心室、左心室、血管以外の組織における画素値の変化を求めるために、造影剤が毛細血管から細胞外液腔へと透過する際の染み出し速度と、細胞外液腔から毛細血管へと透過する際の染み戻り速度とを考慮する。そのため、予測部１６は、例えば下記式２及び式３のような微分方程式を用いている。ここでは、細胞外液腔の体積をＶｅｃとし、細胞外液腔の造影剤の濃度をＣｅｃとし、毛細血管の体積をＶｉｖとし、毛細血管の造影剤の濃度をＣｉｖとし、染み出し速度をＰＳ１とし、染み戻り速度をＰＳ２としている。
【0031】
【数2】
【0032】
【数3】
【0033】
上記微分方程式を解くことにより、注入開始からの経過時間と画素値（造影剤濃度）の変化が時間関数として求められる。さらに、予測部１６は、所定の排出速度に基づく造影剤の排出量を算出し、当該排出量を減じるようにシミュレーションしてもよい。シミュレーションが終了すると、予測部１６は、シミュレーション結果を記憶部２４に順次記憶させて、対象組織のＴＥＣを作成する。このシミュレーション結果は、組織に関連付けられた時間ごとの画素値の情報が含んでいる。また、予測部１６は、造影剤の体循環シミュレーションとして、公知の他の手法を用いてもよい。
【0034】
また、シミュレータ２０は、注入装置２のコンソール２３に接続されており、タッチパネル２６がシミュレータ２０の入力部及び表示部して機能する。例えば、タッチパネル２６は、シミュレータ２０の表示部としてシミュレーション結果を表示する。また、シミュレータ２０は、複数の注入装置２に接続されていてもよい。さらに、予測部１６は、注入装置２又は撮像装置３から、管電圧等のシミュレーションに用いる他の情報を取得してもよい。
【0035】
［シミュレーションの概要］
図２及び図３を参照して、シミュレーションの概要を説明する。図２に示すＴＥＣにおいて、横軸は注入開始からの経過時間（sec）に対応し、縦軸は対象組織の画素値（HU）に対応する。このＴＥＣは、被写体の組織における、注入開始後の造影剤濃度の経時変化を示す曲線である。また、図２においては、第１辺Ｃ１、第１底辺Ｂ１、及び第２辺Ｃ２に対して後述する正規化が行われる前のＴＥＣを示している。また、図３は、複数の注入フェーズを含む注入プロトコルの一例として、第１フェーズにおいて一定の注入速度で注入するとともに、第２フェーズにおいては時間とともに注入速度が低下するように注入する可変注入プロトコルを示している。なお、以下ではシミュレーションの対象組織として上行大動脈が選択され、シミュレーションに用いる注入プロトコルとして可変注入プロトコルが選択された場合について説明する。
図２及び図３を参照して、シミュレーションの概要を説明する。図２に示すＴＥＣにおいて、横軸は注入開始からの経過時間（sec）に対応し、縦軸は対象組織の画素値（HU）に対応する。このＴＥＣは、被写体の組織における、注入開始後の造影剤濃度の経時変化を示す曲線である。また、図２においては、第１辺Ｃ１、第１底辺Ｂ１、及び第２辺Ｃ２に対して後述する正規化が行われる前のＴＥＣを示している。また、図３は、複数の注入フェーズを含む注入プロトコルの一例として、第１フェーズにおいて一定の注入速度で注入するとともに、第２フェーズにおいては時間とともに注入速度が低下するように注入する可変注入プロトコルを示している。なお、以下ではシミュレーションの対象組織として上行大動脈が選択され、シミュレーションに用いる注入プロトコルとして可変注入プロトコルが選択された場合について説明する。
【0036】
図２に示すＴＥＣにおいて、対象組織の造影前の画素値である当初画素値ＯＶは50HUであり、目標画素値ＴＶは400 HUであり、予測部１６が予測した予測画素値が最も高くなるピーク画素値ＰＶは437HUである。また、予測画素値が当初画素値ＯＶを超える第１時点Ｔ１は注入開始から13.0sec経過時である。そして、予測画素値が目標画素値ＴＶに達する第２時点Ｔ２は注入開始から24.5sec経過時であり、予測画素値がピーク画素値ＰＶに達する第３時点Ｔ３は注入開始から32.5sec経過時である。さらに、予測画素値がピーク画素値ＰＶに達した後に目標画素値ＴＶに達する第４時点Ｔ４は、注入開始から42.5sec経過時である。
【0037】
また、図２は、目標画素値ＴＶから当初画素値ＯＶを減じて得られる第１辺Ｃ１と、第２時点Ｔ２から第１時点Ｔ１を減じて得られる第１底辺Ｂ１とを含む第１三角形Ｄ１における第１斜辺Ａ１とを示している。さらに、図２は、ピーク画素値ＰＶから目標画素値ＴＶを減じて得られる第２辺Ｃ２と、第３時点Ｔ３から第２時点Ｔ２を減じて得られる第２底辺Ｂ２（以下前半維持時間Ｂ２ともいう）とを含む第２三角形Ｄ２の第２斜辺Ａ２とを示している。また、図２は、第１斜辺Ａ１と第１底辺Ｂ１とがなす第１角度θ１と、第２斜辺Ａ２と第２底辺Ｂ２とがなす第２角度θ２とを示している。さらに、図２は、第４時点Ｔ４から第３時点Ｔ３を減じて得られる後半維持時間Ｂ３を示している。
【0038】
第１角度θ１及び第２角度θ２を評価することによって、注入プロトコルを大まかに評価できる。そのため、理想的なＴＥＣを得るために注入プロトコルをどの様に調整すべきかを、ＴＥＣに基づいて推測できる。この推測を用いることにより、複数の注入フェーズを含む注入プロトコルを用いたシミュレーションにおいて、再シミュレーションの回数を減らすことができる。
【0039】
図３に示す標準注入プロトコルでは、第１フェーズにおいて注入速度3.42mL/secと注入時間2.9secが設定され、第２フェーズにおいて開始注入速度3.42mL/secから終了注入速度2.36mL/secまで漸減する注入速度の傾き-0.034と注入時間26.9secが設定されている。なお、注入プロトコルに含まれるフェーズとしては、注入速度が時間の経過とともに増減するフェーズ、注入速度が一定のフェーズ、生理食塩水等の他の薬液を同時に注入するフェーズ、他の薬液のみを注入するフェーズ、及びこれらを組み合わせたフェーズなどがある。
【0040】
［シミュレーション］
図４から図８を参照して、シミュレーションについて説明する。シミュレーションが開始されると、予測部１６は各種情報を取得する。具体的に、予測部１６は、プロトコル取得部１２から、シミュレーションに用いる注入プロトコルとして標準注入プロトコルを取得する。一例として、プロトコル取得部１２は、薬液情報取得部１４から取得した薬液情報と、被写体情報取得部１１から取得した被写体情報とに基づいて、標準注入プロトコルを生成して取得する。また、予測部１６は、目標値取得部１５から目標画素値及び目標維持時間を取得する。さらに、予測部１６は、組織情報取得部１３から組織の当初画素値ＯＶを取得する。
図４から図８を参照して、シミュレーションについて説明する。シミュレーションが開始されると、予測部１６は各種情報を取得する。具体的に、予測部１６は、プロトコル取得部１２から、シミュレーションに用いる注入プロトコルとして標準注入プロトコルを取得する。一例として、プロトコル取得部１２は、薬液情報取得部１４から取得した薬液情報と、被写体情報取得部１１から取得した被写体情報とに基づいて、標準注入プロトコルを生成して取得する。また、予測部１６は、目標値取得部１５から目標画素値及び目標維持時間を取得する。さらに、予測部１６は、組織情報取得部１３から組織の当初画素値ＯＶを取得する。
【0041】
その後、予測部１６は、取得した注入プロトコルに従って、被写体の組織の画素値の経時変化をシミュレーションする。そして、予測部１６は、シミュレーション結果から当該組織のＴＥＣを作成する（Ｓ４０１）。ここで、予測部１６は、ユーザが選択した組織の画素値のみをシミュレーションしてもよく、複数の組織の画素値をシミュレーションしてもよい。なお、ＴＥＣは曲線の形で作成されなくともよく、ＴＥＣを導き出せるデータであってもよい。例えば、時間の経過に伴う画素値の変化を示す表の形式でＴＥＣが作成されてもよい。そして、判定部１７は、作成されたＴＥＣの評価処理を行い、評価処理の結果に応じて第１フェーズに用いられる第１注入プロトコルを調整して、予測注入プロトコルを生成する。
【0042】
すなわち、判定部１７は、評価処理として、第１角度θ１が所定の範囲に含まれるか否かの判定を含む第１判定を行うことによってＴＥＣを評価する（Ｓ４０２）。この第１判定によって、目標画素値に到達する注入プロトコルへ調整される。続いて、判定部１７は、評価処理として、第２角度θ２が所定の範囲に含まれるか否かの判定を含む第２判定を行うことによってＴＥＣを再評価する（Ｓ４０３）。
【0043】
その後、判定部１７は、注入プロトコルの第１フェーズの調整が必要である場合（Ｓ４０４でＹＥＳ）、評価処理の結果に応じて第１フェーズを調整する（Ｓ４０５）。具体的には、第１判定において第１フェーズの調整フラグが立てられた場合、判定部１７は、第１フェーズを調整する。また、第１フェーズの調整が不要であって（Ｓ４０４でＮＯ）、且つ注入プロトコルの第２フェーズの調整が必要である場合（Ｓ４０６でＹＥＳ）、判定部１７は、評価処理の結果に応じて第２フェーズを調整する（Ｓ４０７）。具体的には、第２判定において第２フェーズの調整フラグが立てられた場合、判定部１７は第２フェーズを調整する。
【0044】
ここで、判定部１７は、第１フェーズの調整が必要である場合、第２フェーズの調整が必要であっても、第２フェーズを調整する前に第１フェーズを調整する。具体的には、第１フェーズ及び第２フェーズの調整フラグが立てられた場合、判定部１７は、第２フェーズを調整する前に第１フェーズを調整する。その後、第２フェーズの調整フラグが立てられた場合、判定部１７は、第２フェーズを調整する。一方、第２フェーズの調整が不要である場合（Ｓ４０６でＮＯ）、判定部１７は評価処理を終了する。ただし、第１フェーズの調整と同時に第２フェーズの調整を行ってもよい。
【0045】
そして、判定部１７は、当該シミュレーションで最後に使用した注入プロトコルを、予測注入プロトコルとして記憶部２４に記憶させる。代替的に判定部１７は、第１判定及び第２判定を経て第２フェーズの調整が不要であると判定された複数の注入プロトコルのうち、最も目標値に近似するプロトコルを予測注入プロトコルとして記憶部２４に記憶させてもよい。例えば、判定部１７は、最も目標画素値ＴＶ及び目標維持時間に近似する予測画素値及び維持時間が得られるプロトコルを、予測注入プロトコルとして記憶部２４に記憶させてもよい。さらに、判定部１７は、第１フェーズ及び第２フェーズを通して、使用される造影剤量が最も少ないプロトコルを、予測注入プロトコルとして記憶部２４に記憶させてもよい。
【0046】
なお、標準注入プロトコルにおける第１フェーズ及び第２フェーズの注入量が少ない場合、判定部１７は、ＴＥＣを作成する（Ｓ４０１）前に、第１フェーズの合計注入量及び第２フェーズの合計注入量の少なくとも一方を増加させてもよい。注入量が少なすぎる場合には、目標画素値ＴＶに到達しないと判定される可能性が高い。そのため、予め判定部１７が注入量を増加させることにより、シミュレーションの繰り返し回数を減らすことができる。
【0047】
［第１判定］
第１判定において、まず判定部１７は、予測部１６にシミュレーションされた予測画素値が目標画素値ＴＶに到達しているか否かを判定する（Ｓ５０１）。そして、判定部１７は、目標画素値ＴＶに到達していないと判定すると（Ｓ５０１でＮＯ）、第１フェーズの合計注入量を増加する調整フラグを立てて（Ｓ５０２）第１判定を終了する。その後、第１フェーズの調整が必要となるので（Ｓ４０４でＹＥＳ）、判定部１７は第１フェーズを調整する（Ｓ４０５）。一例として、判定部１７は、目標画素値ＴＶに対するピーク画素値ＰＶの割合を算出し、当該割合を第１フェーズの注入速度に乗算する。例えば、目標画素値ＴＶが400HUであり、ピーク画素値ＰＶが380HUである場合、割合1.05（＝400HU /380HU）を、第１フェーズの注入速度3.42mL/secに乗算して、調整後の注入速度3.59mL/secを算出して置き換える。ここで、判定部１７は、第１フェーズの注入時間を変更しないため、第１フェーズの合計注入量が増加する。これにより、目標画素値ＴＶに到達しない注入プロトコルと比較して、予測画素値が大きく増加するため、シミュレーションの繰り返し回数を減らすことができる。
第１判定において、まず判定部１７は、予測部１６にシミュレーションされた予測画素値が目標画素値ＴＶに到達しているか否かを判定する（Ｓ５０１）。そして、判定部１７は、目標画素値ＴＶに到達していないと判定すると（Ｓ５０１でＮＯ）、第１フェーズの合計注入量を増加する調整フラグを立てて（Ｓ５０２）第１判定を終了する。その後、第１フェーズの調整が必要となるので（Ｓ４０４でＹＥＳ）、判定部１７は第１フェーズを調整する（Ｓ４０５）。一例として、判定部１７は、目標画素値ＴＶに対するピーク画素値ＰＶの割合を算出し、当該割合を第１フェーズの注入速度に乗算する。例えば、目標画素値ＴＶが400HUであり、ピーク画素値ＰＶが380HUである場合、割合1.05（＝400HU /380HU）を、第１フェーズの注入速度3.42mL/secに乗算して、調整後の注入速度3.59mL/secを算出して置き換える。ここで、判定部１７は、第１フェーズの注入時間を変更しないため、第１フェーズの合計注入量が増加する。これにより、目標画素値ＴＶに到達しない注入プロトコルと比較して、予測画素値が大きく増加するため、シミュレーションの繰り返し回数を減らすことができる。
【0048】
代替的に、判定部１７は、第１フェーズの注入時間を長くして、第１フェーズの合計注入量を増加させてもよい。さらに、判定部１７は、目標画素値ＴＶとピーク画素値ＰＶとの差が所定の値（一例として50HU）よりも小さい場合には、所定の値よりも大きい場合と比較して、調整時の注入量の増加量を少なくしてもよい。
【0049】
次に、判定部１７は、目標画素値ＴＶに到達していると判定すると（Ｓ５０１でＹＥＳ）、第１フェーズの注入速度が、予め設定された所定速度を超過しているか否かを判定する（Ｓ５０３）。この所定速度は、注入可能な上限速度としてユーザが設定してもよい。一例として、所定速度は10mL/sec又は7mL/secである。そして、判定部１７は、所定速度を超過していると判定すると（Ｓ５０３でＹＥＳ）、第１フェーズの注入速度を低減する調整フラグを立てて（Ｓ５０４）、第１判定を終了する。その後、第１フェーズの調整が必要となるので（Ｓ４０４でＹＥＳ）、判定部１７は第１フェーズを調整する（Ｓ４０５）。一例として、判定部１７は、第１フェーズの注入速度を設定された所定速度まで低減させる。なお、所定速度を超過しているか否かの判定（Ｓ５０３）は、上限速度の設定が不要であれば省略してもよい。
【0050】
続いて、判定部１７は、所定速度を超過していないと判定すると（Ｓ５０３でＮＯ）、第１フェーズの合計注入量が、予め設定された所定量に達しているか否かを判定する（Ｓ５０５）。この所定量は、注入装置２に搭載されるシリンジの容量の観点から、注入可能な下限量として設定される。一例として、所定量は10mLである。そして、判定部１７は、第１フェーズの注入量が所定量未満であると判定すると（Ｓ５０５でＹＥＳ）、第１フェーズの合計注入量を増加する調整フラグを立てて（Ｓ５０６）、第１判定を終了する。その後、第１フェーズの調整が必要となるので（Ｓ４０４でＹＥＳ）、判定部１７は第１フェーズを調整する（Ｓ４０５）。一例として、判定部１７は、第１フェーズの合計注入量を所定量まで増加させる。なお、第１フェーズの合計注入量は、注入速度に注入時間を乗算して算出できる。例えば、注入速度3.59mL/secであり且つ注入時間が2.9secである場合、合計注入量は10.41mL（＝3.59mL/sec×2.9sec）である。なお、所定量に達しているか否かの判定（Ｓ５０５）は、下限量の設定が不要であれば省略してもよい。
【0051】
次に、第１角度θ１が所定の範囲に含まれるか否かを判定するために、判定部１７は、目標画素値ＴＶから当初画素値ＯＶを減じて得た第１辺Ｃ１から、数式４に基づいて正規化した第１辺Ｃ１（第１辺Ｃ１の正規化値）を算出する。また、判定部１７は、予測部１６が予測した予測画素値が目標画素値ＴＶに達する第２時点Ｔ２から予測画素値が当初画素値ＯＶを超える第１時点Ｔ１を減じて得た第１底辺Ｂ１から、数式５に基づいて正規化した第１底辺Ｂ１（第１底辺Ｂ１の正規化値）を算出する。さらに、判定部１７は、数式６に基づいて、正規化した第１辺Ｃ１と正規化した第１底辺Ｂ１とを含む第１三角形Ｄ１における、第１斜辺Ａ１（第１斜辺Ａ１の正規化値）と正規化した第１底辺Ｂ１とがなす第１角度θ１（第１角度θ１の正規化値）を算出する。
【0052】
数式４においては、目標画素値ＴＶから当初画素値ＯＶを減じて、1000HUで除算することによって第１辺Ｃ１の正規化値が求められる。ここで、1000HUが用いられる理由は、1000HUを超える場合には骨（カルシウム）を示す画素値であると推定され、実用上の上限画素値として1000HUを採用できるからである。また、数式５においては、第２時点Ｔ２から第１時点Ｔ１を減じて、40secで除算することによって、第１底辺Ｂ１の正規化値を求めている。ここで、40secが用いられる理由は、通常は第１フェーズにおいて40secを超えないため、実用上の上限時間として40secを採用できるからである。
【0053】
【数4】
【0054】
【数5】
【0055】
【数6】
【0056】
図２の例では、第１フェーズの定速注入速度が3.42mL/secであり、目標画素値ＴＶが400HUであり、当初画素値ＯＶが50HUであり、第２時点Ｔ２が24.5secであり、第１時点Ｔ１が13.0secである。そのため、これらを数式４から数式６に代入すると、第１辺Ｃ１の正規化値が0.35であり、第１底辺Ｂ１の正規化値が0.29であるため、第１角度θ１の正規化値は50.4度となる。そして、判定部１７は、第１角度θ１が所定の範囲に含まれるか否かを判定する（Ｓ５０７）。具体的に、判定部１７は、第１角度θ１が予め定められた上限角度以上であるか否かを判定する。一例として、上限角度は70.0度である。
【0057】
そして、判定部１７は、第１角度θ１が上限角度以上であると判定すると（Ｓ５０７でＹＥＳ）、第１フェーズの注入速度を低減する調整フラグを立てて（Ｓ５０８）、第１判定を終了する。その後、当該評価処理の結果に応じて第１フェーズの調整が必要となるので（Ｓ４０４でＹＥＳ）、判定部１７は注入速度を低減するように第１フェーズを調整する（Ｓ４０５）。これにより、ＴＥＣにおける第１角度θ１の立上り角度が小さくなる。一例として、判定部１７は、１より小さい所定の定数を第１フェーズの注入速度に乗算することによって、注入速度を低減する。
【0058】
一方、第１角度θ１が上限角度未満であると判定すると（Ｓ５０７でＮＯ）、判定部１７は、第１角度θ１が所定の範囲に含まれるか否かを判定するために、第１角度θ１が予め設定された下限角度に達しているか否かを判定する（Ｓ５０９）。一例として、下限角度は35.0度であり、より好ましくは20.0度である。そして、判定部１７は、第１角度θ１が下限角度未満であると判定すると（Ｓ５０９でＹＥＳ）、第１フェーズの注入速度を増加する調整フラグを立てて（Ｓ５１０）、第１判定を終了する。その後、当該評価処理の結果に応じて第１フェーズの調整が必要となるので（Ｓ４０４でＹＥＳ）、判定部１７は第１フェーズを調整する（Ｓ４０５）。一例として、判定部１７は、下限角度に対する第１角度θ１の割合を算出し、当該割合を第１フェーズの注入速度に乗算する。例えば、下限角度が35度であり、第１角度θ１が30度である場合、判定部１７は、割合1.17（＝35度/30度）を、第１フェーズの注入速度3.42mL/secに乗算して、調整後の注入速度4.00mL/secを算出する。なお、下限角度に達しているか否かの判定は、下限角度の設定が不要であれば省略してもよい。
【0059】
［第２判定］
第２判定において、まず判定部１７は、ピーク画素値ＰＶが目標画素値ＴＶを超える部分が、目標画素値ＴＶを基準として所定の範囲内であるか否かを判定する（Ｓ６０１）。一例として、この所定の範囲は、ピーク画素値ＰＶが目標画素値ＴＶを超える部分に対する目標画素値ＴＶの割合、すなわち目標画素値ＴＶを超える割合が0.1（10%）以下の範囲である。例えば、ピーク画素値ＰＶが437HUであり、目標画素値ＴＶが400HUである場合、判定部１７は、割合0.09（＝(437HU-400HU)/400HU）を算出する。そして、判定部１７は、当該割合が0.1を超えるか否かを判定する。画素値が所定の範囲内ではない場合、すなわち目標画素値ＴＶを超える割合が0.1を超える場合（Ｓ６０１でＮＯ）、判定部１７は、当該超える部分が所定の範囲内に含まれるように、後述する画素値調整処理（Ｓ６０２）を行う。なお、所定の範囲はユーザが設定してもよい。
第２判定において、まず判定部１７は、ピーク画素値ＰＶが目標画素値ＴＶを超える部分が、目標画素値ＴＶを基準として所定の範囲内であるか否かを判定する（Ｓ６０１）。一例として、この所定の範囲は、ピーク画素値ＰＶが目標画素値ＴＶを超える部分に対する目標画素値ＴＶの割合、すなわち目標画素値ＴＶを超える割合が0.1（10%）以下の範囲である。例えば、ピーク画素値ＰＶが437HUであり、目標画素値ＴＶが400HUである場合、判定部１７は、割合0.09（＝(437HU-400HU)/400HU）を算出する。そして、判定部１７は、当該割合が0.1を超えるか否かを判定する。画素値が所定の範囲内ではない場合、すなわち目標画素値ＴＶを超える割合が0.1を超える場合（Ｓ６０１でＮＯ）、判定部１７は、当該超える部分が所定の範囲内に含まれるように、後述する画素値調整処理（Ｓ６０２）を行う。なお、所定の範囲はユーザが設定してもよい。
【0060】
一方、画素値が所定の範囲内である場合（Ｓ６０１でＹＥＳ）、判定部１７は、シミュレーションされた予測維持時間が目標維持時間を基準として所定の範囲内であるか否かを判定する（Ｓ６０３）。具体的に、判定部１７は、予測画素値がピーク画素値ＰＶに達した後に目標画素値ＴＶに達する第４時点Ｔ４から第２時点Ｔ２を減じて予測維持時間を算出する。一例として、上記所定の範囲は、予測維持時間に対する目標維持時間の割合が1以上1.1以下（100%以上110%以下）の範囲である。例えば、第４時点Ｔ４が42.5secであり、第２時点Ｔ２が24.5secである場合、予測維持時間は18sec（＝42.5sec-24.5sec）となる。そして、目標維持時間が18secである場合、判定部１７は、割合1（＝18sec/18sec）を算出して、当該割合が1以上1.1以下であるか否かを判定する。予測維持時間が所定の範囲内ではない場合（Ｓ６０３でＮＯ）、判定部１７は、予測維持時間が所定の範囲内に含まれるように、後述する時間調整処理（Ｓ６０４）を行う。
【0061】
一方、予測維持時間が所定の範囲内である場合（Ｓ６０３でＹＥＳ）、判定部１７は、ＴＥＣにおける前半維持時間Ｂ２と後半維持時間Ｂ３とがそれぞれ所定の基準内であるか否かを判定する（Ｓ６０５）。一例として、判定部１７は、予測維持時間の半分に対する前半維持時間Ｂ２の割合と 予測維持時間の半分に対する後半維持時間Ｂ３の割合とが、それぞれ0.95以上1.05以下（95%以上105%以下）の範囲である場合に、所定の基準内であると判断する。一例として、前半維持時間Ｂ２が8secであり、後半維持時間Ｂ３が10secである場合、予測維持時間の半分に対応する時間は9secとなる。そして、判定部１７は、予測維持時間の半分に対する前半維持時間Ｂ２の割合1.12（＝9sec/8sec）と、予測維持時間の半分に対する後半維持時間Ｂ３の割合0.9（＝9sec/10sec）とを算出して、それぞれの割合が0.95以上1.05以下であるか否かを判定する。
【0062】
前半維持時間Ｂ２と後半維持時間Ｂ３とがそれぞれ所定の基準内である場合（Ｓ６０５でＹＥＳ）、判定部１７は第２判定を終了する。この場合、既に調整されているため第１フェーズの調整が不要であり（Ｓ４０４でＮＯ）、且つ第２フェーズの調整が不要になる（Ｓ４０６でＮＯ）。そのため、判定部１７は、第２判定を経た注入プロトコルを、予測注入プロトコルとして記憶部２４に記憶させると共に、予測結果としてタッチパネル２６に表示させる。また、判定部１７は、当該注入プロトコルを注入装置２に送り、注入装置２は当該注入プロトコルに従って薬液を注入可能となる。
【0063】
一方、前半維持時間Ｂ２と後半維持時間Ｂ３との少なくとも一方が所定の基準内ではない場合（Ｓ６０５でＮＯ）、判定部１７は、第２フェーズに用いられる第２注入プロトコルを調整する。具体的に、判定部１７は、前半維持時間Ｂ２が後半維持時間Ｂ３よりも長いか否かを判定する（Ｓ６０６）。前半維持時間Ｂ２がより長い場合（Ｓ６０６でＹＥＳ）、判定部１７は、第２フェーズの注入時間を長くするフラグを立てて（Ｓ６０７）、第２判定を終了する。その後、第２フェーズの調整が必要となるので（Ｓ４０６でＹＥＳ）、判定部１７は第２フェーズを調整する（Ｓ４０７）。例えば、判定部１７は、第２フェーズの開始注入速度及び第２フェーズの合計注入量を変更せずに、終了注入速度を変えることによって、第２フェーズの注入時間を長くする。代替的に、判定部１７は、第２フェーズの注入速度の傾きを変えることにより、第２フェーズの注入時間を長くしてもよい。
【0064】
一方、前半維持時間Ｂ２が後半維持時間Ｂ３より短い場合（Ｓ６０６でＮＯ）、判定部１７は、第２フェーズの注入時間を短くするフラグを立てて（Ｓ６０８）、第２判定を終了する。その後、第２フェーズの調整が必要となるので（Ｓ４０６でＹＥＳ）、判定部１７は第２フェーズを調整する（Ｓ４０７）。例えば、判定部１７は、第２フェーズの開始注入速度及び第２フェーズの合計注入量を変更せずに、終了注入速度を変えることによって、第２フェーズの注入時間を短くする。代替的に、判定部１７は、第２フェーズの注入速度の傾きを変えることにより、第２フェーズの注入時間を短くしてもよい。
【0065】
［時間調整処理］
予測維持時間が所定の範囲内ではない場合（Ｓ６０３でＮＯ）、判定部１７は、予測維持時間が所定の範囲内に含まれるように、図７に示す時間調整処理を行う。具体的に、判定部１７は、予測維持時間が所定の基準よりも大きく目標維持時間を超過しているか否かを判定する（Ｓ７０１）。一例として、判定部１７は、予測維持時間に対する目標維持時間の割合が1.1を超えているか否かを判定する。そして、予測維持時間が大きく目標維持時間を超過している場合（Ｓ７０１でＹＥＳ）、判定部１７は、前半維持時間Ｂ２と後半維持時間Ｂ３とがそれぞれ所定の基準内であるか否かを判定する（Ｓ７０２）。なお、Ｓ７０２の処理は、Ｓ６０５の処理を同じであるため、その説明は省略する。
予測維持時間が所定の範囲内ではない場合（Ｓ６０３でＮＯ）、判定部１７は、予測維持時間が所定の範囲内に含まれるように、図７に示す時間調整処理を行う。具体的に、判定部１７は、予測維持時間が所定の基準よりも大きく目標維持時間を超過しているか否かを判定する（Ｓ７０１）。一例として、判定部１７は、予測維持時間に対する目標維持時間の割合が1.1を超えているか否かを判定する。そして、予測維持時間が大きく目標維持時間を超過している場合（Ｓ７０１でＹＥＳ）、判定部１７は、前半維持時間Ｂ２と後半維持時間Ｂ３とがそれぞれ所定の基準内であるか否かを判定する（Ｓ７０２）。なお、Ｓ７０２の処理は、Ｓ６０５の処理を同じであるため、その説明は省略する。
【0066】
前半維持時間Ｂ２と後半維持時間Ｂ３とのそれぞれが所定の基準内である場合（Ｓ７０２でＹＥＳ）、判定部１７は、第２フェーズの合計注入量を減らすフラグを立てて（Ｓ７０３）、時間調整処理を終了する。その後、第２フェーズの調整が必要となるので（Ｓ４０６でＹＥＳ）、判定部１７は第２フェーズを調整する（Ｓ４０７）。例えば、判定部１７は、第２フェーズの注入速度の傾きと開始注入速度とを変更せずに、第２フェーズの注入時間を短くすることによって、第２フェーズの合計注入量を減らす。
【0067】
一方、前半維持時間Ｂ２と後半維持時間Ｂ３とが所定の基準内ではない場合（Ｓ７０２でＮＯ）、判定部１７は、前半維持時間Ｂ２が後半維持時間Ｂ３よりも長いか否かを判定する（Ｓ７０４）。前半維持時間Ｂ２がより短い場合（Ｓ７０４でＮＯ）、判定部１７は、第２フェーズの注入時間を短くするフラグを立てて（Ｓ７０５）、時間調整処理を終了する。なお、Ｓ７０５の処理は、Ｓ６０８の処理と同じであるため、その説明は省略する。
【0068】
また、時間調整処理において、判定部１７は、第２角度θ２が所定の範囲に含まれるか否かを判定する。そのために、判定部１７は、ＴＥＣにおけるピーク画素値ＰＶから目標画素値ＴＶを減じて得た第２辺Ｃ２から正規化した第２辺Ｃ２（第２辺Ｃ２の正規化値）を算出する。また、判定部１７は、第３時点Ｔ３から第２時点Ｔ２を減じて得た第２底辺Ｂ２から正規化した第２底辺Ｂ２（第２底辺Ｂ２の正規化値）を算出する。さらに、判定部１７は、正規化した第２辺Ｃ２と正規化した第２底辺Ｂ２とを含む第２三角形Ｄ２における正規化した第２斜辺Ａ２（第２斜辺Ａ２の正規化値）と正規化した第２底辺Ｂ２とがなす第２角度θ２（第２角度θ２の正規化値）を算出する。そして、判定部１７は、第２角度θ２が所定の範囲に含まれるか否かを判定することによってＴＥＣを再評価する。
【0069】
数式７において判定部１７は、ピーク画素値ＰＶから目標画素値ＴＶを減じて、1000HUで除算することによって第２辺Ｃ２の正規化値を求める。また、数式５においては、第３時点Ｔ３から第２時点Ｔ２を減じて、40secで除算することによって、第２底辺Ｂ２の正規化値を求めている。
【0070】
【数7】
【0071】
【数8】
【0072】
【数9】
【0073】
図２の例では、目標画素値ＴＶが400HUであり、ピーク画素値ＰＶが437HUである。そのため、これを数式７に代入すると、第２辺Ｃ２の正規化値が0.037となる。さらに、第２時点Ｔ２が24.5secであり、第３時点Ｔ３が32.5secである。そのため、これを数式８に代入すると、第２底辺Ｂ２の正規化値が0.2となる。そのため、これらを数式９に代入すると、第２角度θ２の正規化値が10.5度となる。
【0074】
そして、前半維持時間Ｂ２がより長い場合（Ｓ７０４でＹＥＳ）、判定部１７は、正規化した第２角度θ２が予め定められた所定角度よりも小さいか否かを判定する（Ｓ７０６）。この所定角度は、一例として３度～５度である。正規化した第２角度θ２が所定角度より小さい場合（Ｓ７０６でＹＥＳ）、判定部１７は、第２フェーズの合計注入量を減らすフラグを立てて（Ｓ７０７）時間調整処理を終了する。なお、Ｓ７０７の処理は、Ｓ７０３の処理と同じであるため、その説明は省略する。正規化した第２角度θ２が所定角度より大きい場合（Ｓ７０６でＮＯ）、判定部１７は、第２フェーズの注入時間を長くするフラグを立てて（Ｓ７０８）、時間調整処理を終了する。なお、Ｓ７０８の処理は、Ｓ６０７の処理と同じであるため、その説明は省略する。
【0075】
そして、予測維持時間が大きく目標維持時間を超過していない場合（Ｓ７０１でＮＯ）、予測維持時間は目標維持時間よりも短かいことになる。この場合、判定部１７は、前半維持時間Ｂ２と後半維持時間Ｂ３とがそれぞれ所定の基準内であるか否かを判定する（Ｓ７０９）。前半維持時間Ｂ２は、ピーク画素値ＰＶに達する前の予測維持時間の前半部分に対応する。また、後半維持時間Ｂ３は、ピーク画素値ＰＶに達した後の予測維持時間の後半部分に対応する。図２の例では、前半維持時間Ｂ２が8.0sec（＝32.5sec－24.5sec）であり、後半維持時間Ｂ３が10.0sec（＝42.5sec－32.5sec）である。なお、Ｓ７０９の処理は、Ｓ６０５の処理を同じであるため、その説明は省略する。
【0076】
前半維持時間Ｂ２と後半維持時間Ｂ３とのいずれもが所定の基準内である場合（Ｓ７０９でＹＥＳ）、判定部１７は、第２フェーズの合計注入量を増やすフラグを立てて（Ｓ７１０）、時間調整処理を終了する。その後、第２フェーズの調整が必要となるので（Ｓ４０６でＹＥＳ）、判定部１７は第２フェーズを調整する（Ｓ４０７）。例えば、判定部１７は、第２フェーズの注入速度の傾きと開始注入速度とを変更せずに、第２フェーズの注入時間を長くすることによって、第２フェーズの合計注入量を増やす。
【0077】
前半維持時間Ｂ２と後半維持時間Ｂ３との少なくとも一方が所定の基準内ではない場合（Ｓ７０９でＮＯ）、判定部１７は、前半維持時間Ｂ２が後半維持時間Ｂ３よりも長いか否かを判定する（Ｓ７１１）。前半維持時間Ｂ２がより短い場合（Ｓ７１１でＮＯ）、判定部１７は、第２フェーズの注入時間を短くするフラグを立てて（Ｓ７１２）、時間調整処理を終了する。なお、Ｓ７１２の処理は、Ｓ６０８の処理と同じであるため、その説明は省略する。前半維持時間Ｂ２がより長い場合（Ｓ７１１でＹＥＳ）、判定部１７は、第２フェーズの注入時間を長くするフラグを立てて（Ｓ７１３）、時間調整処理を終了する。なお、Ｓ７１３の処理は、Ｓ６０７の処理と同じであるため、その説明は省略する。
【0078】
［画素値調整処理］
ピーク画素値ＰＶが所定の範囲内ではない場合（Ｓ６０１でＮＯ）、判定部１７は、ピーク画素値ＰＶが目標画素値ＴＶを超える部分が所定の範囲内に含まれるように、図８に示す画素値調整処理を行う。まず判定部１７は、予測維持時間が目標維持時間を基準として所定の範囲内であるか否かを判定する（Ｓ８０１）。一例として、この所定の範囲は、予測維持時間に対する目標維持時間の割合が0.85以上1.1以下（85%以上110%以下）の範囲である。予測維持時間が所定の範囲内である場合（Ｓ８０１でＹＥＳ）、判定部１７は、前半維持時間Ｂ２と後半維持時間Ｂ３とがそれぞれ所定の基準内であるか否かを判定する（Ｓ８０２）。なお、Ｓ８０２の処理はＳ６０５の処理と同じであるため、その説明は省略する。
ピーク画素値ＰＶが所定の範囲内ではない場合（Ｓ６０１でＮＯ）、判定部１７は、ピーク画素値ＰＶが目標画素値ＴＶを超える部分が所定の範囲内に含まれるように、図８に示す画素値調整処理を行う。まず判定部１７は、予測維持時間が目標維持時間を基準として所定の範囲内であるか否かを判定する（Ｓ８０１）。一例として、この所定の範囲は、予測維持時間に対する目標維持時間の割合が0.85以上1.1以下（85%以上110%以下）の範囲である。予測維持時間が所定の範囲内である場合（Ｓ８０１でＹＥＳ）、判定部１７は、前半維持時間Ｂ２と後半維持時間Ｂ３とがそれぞれ所定の基準内であるか否かを判定する（Ｓ８０２）。なお、Ｓ８０２の処理はＳ６０５の処理と同じであるため、その説明は省略する。
【0079】
前半維持時間Ｂ２と後半維持時間Ｂ３とがそれぞれ所定の基準内である場合（Ｓ８０２でＹＥＳ）、判定部１７は、第１フェーズの注入速度を低減するフラグを立てて（Ｓ８０３）、画素値調整処理を終了する。また、前半維持時間Ｂ２と後半維持時間Ｂ３とが所定の基準内ではない場合（Ｓ８０２でＮＯ）、判定部１７は、前半維持時間Ｂ２が後半維持時間Ｂ３よりも長いか否かを判定する（Ｓ８０４）。前半維持時間Ｂ２が後半維持時間Ｂ３より短い場合（Ｓ８０４でＮＯ）、判定部１７は、第１フェーズの注入量を低減するフラグを立てて（Ｓ８０５）、画素値調整処理を終了する。その後、第１フェーズの調整が必要となるので（Ｓ４０４でＹＥＳ）、判定部１７は第１フェーズを調整する（Ｓ４０５）。例えば、判定部１７は、第１フェーズの注入速度を変更せずに第１フェーズの注入時間を短くすることによって、第１フェーズの合計注入量を低減する。前半維持時間Ｂ２がより長い場合（Ｓ８０４でＹＥＳ）、判定部１７は、第２フェーズの注入時間を長くするフラグを立てて（Ｓ８０６）画素値調整処理を終了する。なお、Ｓ８０６の処理はＳ６０７の処理と同じであるため、その説明は省略する。
【0080】
予測維持時間が所定の範囲内ではない場合（Ｓ８０１でＮＯ）、判定部１７は、予測維持時間が所定の基準よりも大きく目標維持時間を超過しているか否かを判定する（Ｓ８０７）。一例として、判定部１７は、予測維持時間に対する目標維持時間の割合が1.1を超えているか否かを判定する。そして、予測維持時間が大きく目標維持時間を大きく超過している場合（Ｓ８０７でＹＥＳ）、判定部１７は、前半維持時間Ｂ２と後半維持時間Ｂ３とがそれぞれ所定の基準内であるか否かを判定する（Ｓ８０８）。なお、Ｓ８０８の処理は、Ｓ６０５の処理を同じであるため、その説明は省略する。
【0081】
前半維持時間Ｂ２と後半維持時間Ｂ３とが所定の基準内である場合（Ｓ８０８でＹＥＳ）、判定部１７は、第１フェーズの注入速度を低減するフラグを立てて（Ｓ８０９）画素値調整処理を終了する。また、前半維持時間Ｂ２と後半維持時間Ｂ３とが所定の基準内ではない場合（Ｓ８０８でＮＯ）、判定部１７は、前半維持時間Ｂ２が後半維持時間Ｂ３よりも長いか否かを判定する（Ｓ８１０）。前半維持時間Ｂ２が後半維持時間Ｂ３より短い場合（Ｓ８１０でＮＯ）、判定部１７は、第１フェーズの注入速度を低減するフラグを立てて（Ｓ８１１）画素値調整処理を終了する。なお、Ｓ８０９及びＳ８１１の処理は、Ｓ８０３又はＳ８０５の処理を同じであるため、その説明は省略する。前半維持時間Ｂ２が後半維持時間Ｂ３より長い場合（Ｓ８１０でＹＥＳ）、判定部１７は、第２フェーズの合計注入量を減らすフラグを立てて（Ｓ８１２）時間調整処理を終了する。なお、Ｓ８１２の処理は、Ｓ７０３の処理と同じであるため、その説明は省略する。
【0082】
予測維持時間が所定の基準よりも大きく目標維持時間を超過していない場合（Ｓ８０７でＮＯ）、予測維持時間が所定の基準よりも大きく目標維持時間を下回っていることになる。例えば 、予測維持時間に対する目標維持時間の割合が0.85未満となる。この場合、判定部１７は、予測維持時間に対する目標維持時間の割合が予め定められた所定割合より低いか否かを判定する（Ｓ８１３）。この所定割合は、一例として0.8（80%）である。例えば、目標維持時間が20secであり且つ維持時間が18secである場合、判定部１７は、当該割合0.9（＝18sec/20sec）を算出して、0.8より低いか否かを判定する。所定割合より低い場合（Ｓ８１３でＹＥＳ）、判定部１７は、第２フェーズの合計注入量を増やすフラグを立てて（Ｓ８１４）画素値調整処理を終了する。なお、Ｓ８１４の処理は、Ｓ７１０の処理と同じであるため、その説明は省略する。一方、所定割合より高い場合（Ｓ８１３でＮＯ）、判定部１７は、第１フェーズの合計注入量を低減するフラグを立てて（Ｓ８１５）画素値調整処理を終了する。なお、Ｓ８１５の処理は、Ｓ８０３又はＳ８０５の処理を同じであるため、その説明は省略する。
【0083】
なお、判定部１７は、シミュレーションの繰り返し回数が上限回数に到達した場合、シミュレーションを終了してもよい。一例として、第１判定又は第２判定が２５回を超えた場合、判定部１７は、シミュレーションを終了して上限回数に到達した旨をタッチパネル２６に表示させる。
【0084】
［シミュレーションシステム］
続いて、注入装置２及び撮像装置３と、不図示のサーバＳ（外部記憶装置）とを備えるシミュレーションシステム１００の概略図である図９を参照して、シミュレータ２０（図１）を備えるシミュレーションシステム１００について説明する。シミュレータ２０は、撮像装置３及び注入装置２の少なくとも一方に搭載される。
続いて、注入装置２及び撮像装置３と、不図示のサーバＳ（外部記憶装置）とを備えるシミュレーションシステム１００の概略図である図９を参照して、シミュレータ２０（図１）を備えるシミュレーションシステム１００について説明する。シミュレータ２０は、撮像装置３及び注入装置２の少なくとも一方に搭載される。
【0085】
図９に示すように、シミュレーションシステム１００は、造影剤を注入する注入装置２と、注入装置２に有線又は無線で接続され且つ被写体を撮像する医療用の撮像装置３とを備えている。この撮像装置３としては、例えば、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、ＣＴ（Computed Tomography）装置、アンギオ撮像装置、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置、ＣＴアンギオ装置、ＭＲアンギオ装置、超音波診断装置、及び血管撮像装置等の各種医療用の撮像装置がある。以下ではＣＴ装置について説明する。
【0086】
撮像装置３は、撮像プランに従って被写体を撮像する撮像部３１と、撮像装置３の全体を制御する制御装置３２を有している。この撮像プランには、例えば、撮像部位、実効管電圧、機種名、メーカー名、撮像時間、管電圧、撮像範囲、回転速度、ヘリカルピッチ、曝射時間、線量、及び撮像方法が含まれている。そして、制御装置３２は、撮像プランに従うように撮像部３１を制御して被写体を撮像する。さらに、制御装置３２は、不図示のシミュレータ２０と接続させることができる。代替的に、シミュレータ２０は、制御装置３２に内蔵されてもよい。また、制御装置３２は、撮像部３１、注入装置２、及び不図示のサーバＳと有線又は無線によって通信できる。
【0087】
撮像部３１は、寝台と、被写体にＸ線を照射するＸ線源と、被写体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器とを有している。この撮像部３１は、被写体にＸ線を曝射し、被写体を透過したＸ線に基づいて被写体の体内を逆投影することで、被写体の透視画像を撮像する。代替的に、撮像部３１は、ラジオ波又は超音波を用いて撮像してもよい。
【0088】
撮像装置３は、表示部としてのディスプレイ３３を有している。このディスプレイ３３は、制御装置３２に接続されており、装置の入力状態、設定状態、撮像結果、及び各種情報を表示する。代替的に、制御装置３２とディスプレイ３３とは、一体的に構成することもできる。さらに、撮像装置３は、入力部３４として、キーボード等のユーザインタフェースを有している。ユーザは、薬液情報、注入プロトコル、組織情報、被写体情報及び目標値を、入力部３４から撮像装置３に入力することができる。
【0089】
注入装置２は、注入プロトコルに従って造影剤を注入する注入ヘッド２１を備えている。そして、注入装置２は、シリンジに充填された薬液、例えば、生理食塩水及び各種造影剤を被写体に注入する。また、注入装置２は、注入ヘッド２１を保持するスタンド２２と、注入ヘッド２１に有線又は無線で接続されたコンソール２３とを備えている。
【0090】
コンソール２３は、注入ヘッド２１を制御する制御装置として機能すると共に、不図示のシミュレータ２０が接続されている。代替的に、シミュレータ２０はコンソール２３に内蔵されていてもよい。さらに、シミュレータ２０は図１のサーバＳに接続されていてもよく、サーバＳがシミュレータ２０として機能してもよい。このコンソール２３は、入力表示部として機能するタッチパネル２６を備え、注入ヘッド２１及び撮像装置３と有線又は無線で通信できる。このタッチパネル２６は、注入プロトコル、装置の入力状態、設定状態、注入結果、及び各種情報を表示でき、シミュレータ２０の入力部及び表示部として機能する。注入装置２は、タッチパネル２６に代えて、表示部としてのディスプレイと、入力部としてのキーボードとを備えていてもよい。
【0091】
注入装置２は、コンソール２３に代えて、注入ヘッド２１に接続された制御装置と、該制御装置に接続され且つ薬液の注入状況が表示される表示部（例えばタッチパネルディスプレイ）とを有していてもよい。この場合、制御装置にシミュレータ２０が接続される。また、注入ヘッド２１及び制御装置は、スタンド２２と一体的に構成することもできる。さらに、スタンド２２に代えて天吊部材を設け、該天吊部材を介して天井から注入ヘッド２１を天吊することもできる。
【0092】
また、注入装置２は、注入ヘッド２１を遠隔操作する遠隔操作装置（例えばハンドスイッチ又はフットスイッチ）を有していてもよい。この遠隔操作装置は、注入ヘッド２１を遠隔操作して注入を開始又は停止することができる。さらに、注入装置２は、電源又はバッテリーを有していてもよい。この電源又はバッテリーは、注入ヘッド２１又は制御装置のいずれかに設けることができ、これらとは別に設けることもできる。
【0093】
注入ヘッド２１は、薬液が充填されたシリンジが搭載されるシリンジ保持部と、注入プロトコルに従ってシリンジ内の薬液を押し出す駆動機構とを備えている。また、注入ヘッド２１は、駆動機構の動作を入力するための操作部２１２を有している。操作部２１２には、例えば駆動機構の前進ボタン、駆動機構の後進ボタン、及び最終確認ボタンが設けられている。さらに、注入ヘッド２１は、注入条件、注入状況、装置の入力状態、設定状態、及び各種注入結果が表示されるヘッドディスプレイを備えていてもよい。
【0094】
造影剤が注入される際には、注入ヘッド２１に搭載されたシリンジの先端部に延長チューブ等の付属品が接続される。そして、注入準備が完了すると、ユーザが操作部２１２の最終確認ボタンを押す。これにより、注入ヘッド２１は、注入を開始できる状態で待機する。注入を開始すると、シリンジから押し出された造影剤は、延長チューブを介して被写体の体内へ注入される。
【0095】
また、注入ヘッド２１には、ＲＦＩＤチップ、ＩＣタグ、又はバーコード等のデータキャリアを有するプレフィルドシリンジ、及び種々のシリンジを搭載することができる。そして、注入ヘッド２１は、シリンジに取り付けられたデータキャリアの読み取りを行う読取部（不図示）を備えている。このデータキャリアには、薬液に関する薬液情報が記憶されている。さらに、注入ヘッド２１は、３つ以上のシリンジ保持部を有していてもよく、又は１つのみのシリンジ保持部を有していてもよい。
【0096】
注入装置２は、サーバＳから情報を受信することができ、サーバＳへ情報を送信することもできる。また、撮像装置３も、サーバＳから情報を受信することができ、サーバＳへ情報を送信することもできる。サーバＳには、予め検査オーダーが記憶されている。この検査オーダーは、被写体に関する被写体情報と、検査内容に関する検査情報とを備えている。また、サーバＳは、撮像装置３から送信された画像のデータ等の撮像結果に関する情報と、注入装置２から送信された注入結果に関する情報を記憶することができる。なお、注入装置２及び撮像装置３を操作するために、外部の検像システム又は画像作成用ワークステーションを用いることもできる。
【0097】
ユーザは、予測部１６による予測結果に応じて撮像プランを変更できる。また、撮像装置３は、予測部１６による予測結果に応じて撮像プランを変更してもよい。具体的に、撮像装置３は、目標画素値又は目標維持時間に達するように、例えば管電圧又は管電流を変更できる。ユーザは、生成された予測注入プロトコルを用いて造影剤を注入できる。また、注入装置２は、生成された予測注入プロトコルと一致するように、例えば注入速度又は注入時間を変更してもよい。
【0098】
以上説明した実施形態に係る発明によれば、第２フェーズの調整前に第１フェーズを調整することにより、シミュレーションの回数を削減して、予測注入プロトコルの生成時間を短縮できる。
【0099】
以上、各実施形態を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、各実施形態及び各変形形態は、本発明に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。
【0100】
例えば、シミュレータ２０は、撮像装置３及び注入装置２の少なくとも一方に有線又は無線接続される外部コンピュータに搭載してもよい。この場合、シミュレータ２０は、シミュレーション結果及び最適な予測注入プロトコルを、撮像装置３及び注入装置２に送信する。
【符号の説明】
【0101】
３：撮像装置
１２：プロトコル取得部
１３：組織情報取得部
１５：目標値取得部
１６：予測部
１７：判定部
２０：シミュレータ
２１：注入ヘッド
１００：シミュレーションシステム
１２：プロトコル取得部
１３：組織情報取得部
１５：目標値取得部
１６：予測部
１７：判定部
２０：シミュレータ
２１：注入ヘッド
１００：シミュレーションシステム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】