JP4175875B2 - 信号獲得装置およびｘ線ｃｔ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号獲得装置およびＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置に関し、特に、対象について、Ｘ線に基づく複数ビュー（ｖｉｅｗ）の投影信号および心拍信号を獲得する装置、および、そのような信号獲得装置を備えたＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｘ線ＣＴ装置では、ヘリカルスキャンにより心拍同期の撮影を行うときは、撮影の対象について、複数ビュー（ｖｉｅｗ）の投影データ（ｄａｔａ）および心拍信号を獲得して記憶し、心拍信号を基準にして抽出した投影データ（ｄａｔａ）を用いて、所望の心拍位相における心臓の断層像等を再構成するようにしている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２０９８８４号公報（第８−１１頁、図１３−２１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
心拍同期の撮影は心拍が概ね一定であることを前提としているので、不整脈の症状を持つ対象については、撮影を適正に行うことが困難である。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、不整脈の症状を持つ対象について心拍同期撮影を適正に行うことを可能にする信号獲得装置、および、そのような信号獲得装置を備えたＸ線ＣＴ装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、対象について、Ｘ線に基づく複数ビューの投影信号および心拍信号を獲得する信号獲得手段と、前記投影信号および前記心拍信号を記憶する記憶手段と、前記心拍信号に基づいて心拍数を求める計算手段と、心拍数の時間的推移を表示する表示手段と、前記心拍数の時間的推移における心拍不整個所を使用者が指摘することを可能にする指摘手段と、前記指摘に基づいて心拍不整期間中の投影信号を前記記憶手段から削除する削除手段と、を具備することを特徴とする信号獲得装置である。
【０００７】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影の対象について、Ｘ線に基づく複数ビューの投影信号および心拍信号を獲得する信号獲得手段と、前記投影信号および前記心拍信号を記憶する記憶手段と、前記心拍信号に基づいて心拍数を求める計算手段と、心拍数の時間的推移を表示する表示手段と、前記心拍数の時間的推移における心拍不整個所を使用者が指摘することを可能にする指摘手段と、前記指摘に基づいて心拍不整期間中の投影信号を前記記憶手段から削除する削除手段と、前記削除後の投影信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【０００８】
（１）および（２）に記載の各観点での発明では、計算手段によって心拍数を求め、表示手段によって心拍数の時間的推移を表示し、指摘手段によって心拍数の時間的推移における心拍不整個所を使用者が指摘することを可能にし、削除手段によって心拍不整期間中の投影信号を記憶手段から削除するので、対象が不整脈の症状を持つ場合でも、心拍同期撮影を適正に行うことが可能になる。
【０００９】
前記信号獲得手段は、前記心拍信号として心電信号を獲得することが、心拍数を適切に求める点で好ましい。
【００１０】
前記表示手段は、前記心拍数の時間的推移をグラフィック表示することが、心拍不整個所の指摘を容易にする点で好ましい。
【００１１】
前記指摘手段は、ポインティング・デバイスを有することが、心拍不整個所の指摘をさらに容易にする点で好ましい。
【００１２】
前記削除手段は、心電信号のＲ波を基準として投影信号を削除することが、心拍不整期間中の投影信号の削除を適切に行う点で好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１にＸ線ＣＴ装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００１４】
図１に示すように、本装置は、走査ガントリ（ｇａｎｔｒｙ）２、撮影テーブル（ｔａｂｌｅ）４、操作コンソール（ｃｏｎｓｏｌｅ）６および心拍検出装置１０を備えている。
【００１５】
走査ガントリ２はＸ線管２０を有する。Ｘ線管２０から放射された図示しないＸ線は、コリメータ（ｃｏｌｌｉｍｅｔｏｒ）２２により扇状のＸ線ビームすなわちファンビーム（ｆａｎ ｂｅａｍ）となるように成形され、Ｘ線検出器２４に照射される。Ｘ線管２０とＸ線検出器２４の間の空間には、撮影の対象が撮影テーブル４に搭載されて搬入される。
【００１６】
Ｘ線検出器２４は、扇状のＸ線ビームの広がりの方向にアレイ（ａｒｒａｙ）状に配列された複数の検出素子を有する。Ｘ線検出器２４の構成については後にあらためて説明する。Ｘ線管２０、コリメータ２２およびＸ線検出器２４は、Ｘ線照射・検出装置を構成する。Ｘ線照射・検出装置については後にあらためて説明する。
【００１７】
Ｘ線検出器２４にはデータ収集部２６が接続されている。データ収集部２６は、Ｘ線検出器２４の個々の検出素子の検出信号をディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として収集する。検出素子の検出信号は、Ｘ線による対象の投影を表す信号となる。以下、これを投影信号ともいう。
【００１８】
Ｘ線管２０からのＸ線の照射は、Ｘ線コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２８によって制御される。なお、Ｘ線管２０とＸ線コントローラ２８との接続関係については図示を省略する。コリメータ２２は、コリメータコントローラ３０によって制御される。なお、コリメータ２２とコリメータコントローラ３０との接続関係については図示を省略する。
【００１９】
以上のＸ線管２０からコリメータコントローラ３０までのものが、走査ガントリ２の回転部３４に搭載されている。回転部３４の回転は、回転コントローラ３６によって制御される。なお、回転部３４と回転コントローラ３６との接続関係については図示を省略する。
【００２０】
操作コンソール６はデータ処理装置６０を有する。データ処理装置６０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等によって構成される。データ処理装置６０には、制御インターフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）６２が接続されている。制御インターフェース６２には、走査ガントリ２と撮影テーブル４が接続されている。データ処理装置６０は制御インターフェース６２を通じて走査ガントリ２および撮影テーブル４を制御する。
【００２１】
走査ガントリ２内のデータ収集部２６、Ｘ線コントローラ２８、コリメータコントローラ３０および回転コントローラ３６が、制御インターフェース６２を通じて制御される。なお、それら各部と制御インターフェース６２との個別の接続については図示を省略する。
【００２２】
データ処理装置６０には、データ収集バッファ６４が接続されている。データ収集バッファ６４には、走査ガントリ２のデータ収集部２６が接続されている。データ収集部２６で収集されたデータがデータ収集バッファ６４を通じてデータ処理装置６０に入力される。以下、このデータを投影データともいう。
【００２３】
データ処理装置６０には、制御インターフェース６２を通じて心拍検出装置１０が接続されている。心拍検出装置１０は撮影テーブル６の上の対象の心拍を検出し、心拍信号を制御インターフェース６２を通じてデータ処理装置６０に入力する。心拍検出装置１０としては 例えば心電計が用いられる。心電計は心電信号を計測する。心電信号は心臓の収縮に伴う急峻なＲ波を含むので心拍信号として好適である。
【００２４】
データ処理装置６０には記憶装置６６が接続されている。記憶装置６６には、データ収集バッファ６４および制御インターフェース６２を通じてそれぞれデータ処理装置６０に入力された投影データおよび心拍信号が記憶される。
【００２５】
記憶装置６６にはまたデータ処理装置６０用のプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）が記憶される。データ処理装置６０がそのプログラムを実行することにより、本装置の動作が遂行される。
【００２６】
データ処理装置６０は、データ収集バッファ６４を通じて記憶装置６６に収集した投影データを用いて画像再構成を行う。画像再構成には、例えばフィルタード・バックプロジェクション（ｆｉｌｔｅｒｅｄ ｂａｃｋ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法等が用いられる。なお、記憶装置６６の投影データには、画像再構成前に後述のような処理が施される。
【００２７】
データ処理装置６０には、表示装置６８および操作装置７０が接続されている。表示装置６８は、グラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作装置７０はポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００２８】
表示装置６８は、データ処理装置６０から出力される再構成画像やその他の情報を表示する。操作装置７０は、使用者によって操作され、各種の指示や情報等をデータ処理装置６０に入力する。使用者は表示装置６８および操作装置７０を使用してインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００２９】
図２に、Ｘ線検出器２４の構成を模式的に示す。同図に示すように、Ｘ線検出器２４は、多数のＸ線検出素子２４（ｉ）を１次元のアレイ（ａｒｒａｙ）状に配列した多チャンネルのＸ線検出器となっている。ｉはチャンネル番号であり例えばｉ＝１〜１０００である。Ｘ線検出素子２４（ｉ）は、全体として、円筒凹面状に湾曲したＸ線入射面を形成する。
【００３０】
Ｘ線検出器２４は、図３に示すように、複数のＸ線検出素子２４（ｉｋ）を２次元のアレイ状に配列したものであってよい。複数のＸ線検出素子２４（ｉｋ）は、全体として、円筒凹面状に湾曲したＸ線入射面を形成する。ｋは列番号であり例えばｋ＝１，２，３，４である。Ｘ線検出素子２４（ｉｋ）は、列番号ｋが同一なもの同士でそれぞれ検出素子列を構成する。なお、Ｘ線検出器２４の検出素子列は４列に限るものではなく、それ以上または以下の複数であってよい。
【００３１】
Ｘ線検出素子２４（ｉｋ）は、例えばシンチレータ（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ）とフォトダイオード（ｐｈｏｔｏ ｄｉｏｄｅ）の組み合わせによって構成される。なお、これに限るものではなく、例えばカドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）等を利用した半導体Ｘ線検出素子、あるいは、キセノン（Ｘｅ）ガスを利用した電離箱型のＸ線検出素子であってよい。
【００３２】
図４に、Ｘ線照射・検出装置におけるＸ線管２０とコリメータ２２とＸ線検出器２４の相互関係を示す。なお、図４の（ａ）は走査ガントリ２の正面から見た状態を示す図、（ｂ）は側面から見た状態を示す図である。同図に示すように、Ｘ線管２０から放射されたＸ線は、コリメータ２２により扇状のＸ線ビーム４００となるように成形されてＸ線検出器２４に照射される。
【００３３】
図４の（ａ）では、扇状のＸ線ビーム４００の広がりを示す。Ｘ線ビーム４００の広がり方向は、Ｘ線検出器２４におけるチャンネルの配列方向に一致する。（ｂ）ではＸ線ビーム４００の厚みを示す。Ｘ線ビーム４００の厚み方向は、Ｘ線検出器２４における複数の検出素子列の並設方向に一致する。
【００３４】
このようなＸ線ビーム４００の扇面に体軸を交差させて、例えば図５に示すように、撮影テーブル４に載置された対象８がＸ線照射空間に搬入される。走査ガントリ２は、内部にＸ線照射・検出装置を包含する筒状の構造になっている。
【００３５】
Ｘ線照射空間は走査ガントリ２の筒状構造の内側空間に形成される。Ｘ線ビーム４００によってスライスされた対象８の像がＸ線検出器２４に投影される。Ｘ線検出器２４によって、対象８を透過したＸ線が検出される。対象８に照射するＸ線ビーム４００の厚みｔｈは、コリメータ２２のアパーチャの開度により調節される。
【００３６】
Ｘ線管２０、コリメータ２２およびＸ線検出器２４からなるＸ線照射・検出装置は、それらの相互関係を保ったまま対象８の体軸の周りを連続的に回転（スキャン：ｓｃａｎ）する。これによって、アキシャルスキャン（ａｘｉａｌ ｓｃａｎ）が行われる。
【００３７】
Ｘ線照射・検出装置の回転に並行して、矢印４２で示すように撮影テーブル４を対象８の体軸方向に連続的に移動させた場合は、Ｘ線照射・検出装置は、対象８に関して相対的に、対象８を包囲する螺旋状の軌道に沿って旋回することになる。これによっていわゆるヘリカルスキャン（ｈｅｌｉｃａｌ ｓｃａｎ）が行われる。
【００３８】
なお、Ｘ線検出器２４が対象８を包囲する円環状の構造を持つものである場合は、Ｘ線検出器２４は固定としＸ線管２０とコリメータ２２からなるＸ線照射装置だけを回転させるようにしてもよい。
【００３９】
スキャンの１回転当たり複数（例えば１０００程度）のビューの投影データが収集される。投影データの収集は、Ｘ線検出器２４−データ収集部２６−データ収集バッファ６４の系列によって行われる。以下、投影データをスキャンデータともいう。このようなデータ収集に並行して、心拍検出装置１０−制御インターフェース６２の系統による心拍信号の収集が行われる。
【００４０】
図６に、本装置の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を示す。同図に示すように、ステップ（ｓｔｅｐ）６０１で、心拍同期スキャンが行われる。すなわち、走査ガントリ２によってアキシャルスキャンまたはヘリカルスキャンが行われ、それに並行して、心拍検出装置１０によって心拍信号検出が行われる。走査ガントリ２および心拍検出装置１０からなる部分は、本発明における信号獲得手段の実施の形態の一例である。
【００４１】
次に、ステップ６０３で、スキャンデータおよび心拍信号を記憶することが行われる。スキャンデータおよび心拍信号の記憶は、記憶装置６６によって行われる。記憶装置６６は、本発明における記憶手段の実施の形態の一例である。
【００４２】
図７に、記憶装置６６における投影データおよび心拍信号の記憶要領を示す。同図に示すように、スキャンデータを記憶するビュー・チャンネル平面の一部に、各ビューごとに心拍信号を記憶する領域を設け、この領域に心拍信号をビューごとにスキャンデータと対応させて記憶する。なお、心拍信号は心電信号のＲ波の有無を示す信号として記憶される。
【００４３】
ビュー間の時間差は、ビュータイミングによって定まる例えば１ｍｓ等の一定値である。したがって、例えば１ｍｓごとの心拍信号の状態が記憶される。心拍信号の論理値は、Ｒが発生した部分で「１」であり、それ以外の部分では「０」である。これによって、「１」が記憶されているビューの番号からＲ波の発生時点を知ることができる。
【００４４】
心拍信号はビュー・チャンネル平面とは別個に記憶するようにしてもよい。その場合には、例えば図８に示すように、ビュー番号と対にしてそのビューにおける心拍信号の論理値を記憶する。このような情報からも「１」が記憶されているビューの番号からＲ波の発生時点を知ることができる。
【００４５】
次に、ステップ６０５で、心拍数計算が行われる。心拍数計算はデータ処理装置６０によって行われる。データ処理装置６０は、本発明における計算手段の実施の形態の一例である。データ処理装置６０は、次式によって心拍数ＢＰＭ（ｂｅａｔ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）を計算する。
【００４６】
【数１】
【００４７】
ここで、
ＴＲ（ｉ）：ｉ番目のＲ波の発生時刻（秒単位）
ＴＲ（ｉ＋１）：ｉ＋１番目のＲ波の発生時刻（秒単位）
次に、ステップ６０７で、心拍数の時間的推移を表示することが行われる。心拍数の時間的推移の表示は、表示装置６８によって行われる。表示装置６８は、本発明における表示手段の実施の形態の一例である。心拍数の時間的推移は、例えば図９に示すように、横軸を時間とし縦軸を心拍数とするグラフ（ｇｒａｐｈ）によって示される。グラフは、心拍が安定している部分では平坦であるが、心拍が不整な部分では大きく変化する。これによって、心拍不整個所すなわち不整脈の発生個所を一目で判別することができる。
【００４８】
次に、ステップ６０９で、心拍不整個所を指摘することが行われる。心拍不整個所の指摘は、本装置の使用者によって行われる。使用者は、グラフから心拍不整の有無を判定し、心拍不整と判定した個所を、操作装置７０のポインティング・デバイスで指摘する。ポインティング・デバイスを用いることにより、心拍不整個所を容易に指摘することができる。図９は、円形のカーソル（ｃｕｒｓｏｒ）を心拍不整個所に合わせた状態を示している。操作装置７０は、本発明における指摘手段の実施の形態の一例である。
【００４９】
次に、ステップ６１１で、心拍不整期間中のスキャンデータを削除することが行われる。心拍不整期間中のスキャンデータの削除は、使用者による上記のような指摘に基づいて、データ処理装置６０により行われる。データ処理装置６０は、本発明における削除手段の実施の形態の一例である。データ処理装置６０は、カーソルで指摘されたグラフ上の位置から心拍不整期間を認識し、その期間中のスキャンデータを記憶装置６６から削除する。
【００５０】
図１０に、スキャンデータ削除の要領を概念的に示す。同図に示すように、Ｒ波Ｒ２とＲ３の間が心拍不整期間であるとすると、Ｒ波Ｒ２が発生した時点のビュー番号ｖ２のスキャンデータから、Ｒ波Ｒ３が発生した時点のビュー番号ｖ３までのスキャンデータを消去する。このようにＲ波を基準として削除することにより、心拍不整期間中のスキャンデータを正しく削除することができる。
【００５１】
次に、ステップ６１３で、画像再構成が行われる。画像再構成は、データ処理装置６０によって行われる。データ処理装置６０は、本発明におけ画像生成手段の実施の形態の一例である。画像再構成は心拍不整期間中のデータを削除した後のスキャンデータを用いて行われる。スキャンに用いられるスキャンデータは全て心拍が正常なデータとなるから、再構成画像として適正なものを得ることができる。すなわち、心拍不整に影響されずに心拍同期撮影を適正に行うことができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、不整脈の症状を持つ対象について心拍同期撮影を適正に行うことを可能にする信号獲得装置、および、そのような信号獲得装置を備えたＸ線ＣＴ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】Ｘ線検出器の構成を示す図である。
【図３】Ｘ線検出器の構成を示す図である。
【図４】Ｘ線照射・検出装置の構成を示す図である。
【図５】Ｘ線照射・検出装置と対象との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図７】スキャンデータおよび心拍信号の記憶要領を示す図である。
【図８】心拍信号の記憶要領を示す図である。
【図９】心拍数の表示状態を示す図である。
【図１０】スキャンデータの削除要領を示す図である。
【符号の説明】
２ 走査ガントリ
２０ Ｘ線管
２２ コリメータ
２４ Ｘ線検出器
２６ データ収集部
２８ Ｘ線コントローラ
３０ コリメータコントローラ
３４ 回転部
３６ 回転コントローラ
４ 撮影テーブル
６ 操作コンソール
６０ データ処理装置
６２ 制御インターフェース
６４ データ収集バッファ
６６ 記憶装置
６８ 表示装置
７０ 操作装置
８ 対象
１０ 心拍検出装置
４００ Ｘ線ビーム
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号獲得装置およびＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置に関し、特に、対象について、Ｘ線に基づく複数ビュー（ｖｉｅｗ）の投影信号および心拍信号を獲得する装置、および、そのような信号獲得装置を備えたＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｘ線ＣＴ装置では、ヘリカルスキャンにより心拍同期の撮影を行うときは、撮影の対象について、複数ビュー（ｖｉｅｗ）の投影データ（ｄａｔａ）および心拍信号を獲得して記憶し、心拍信号を基準にして抽出した投影データ（ｄａｔａ）を用いて、所望の心拍位相における心臓の断層像等を再構成するようにしている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２０９８８４号公報（第８−１１頁、図１３−２１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
心拍同期の撮影は心拍が概ね一定であることを前提としているので、不整脈の症状を持つ対象については、撮影を適正に行うことが困難である。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、不整脈の症状を持つ対象について心拍同期撮影を適正に行うことを可能にする信号獲得装置、および、そのような信号獲得装置を備えたＸ線ＣＴ装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、対象について、Ｘ線に基づく複数ビューの投影信号および心拍信号を獲得する信号獲得手段と、前記投影信号および前記心拍信号を記憶する記憶手段と、前記心拍信号に基づいて心拍数を求める計算手段と、心拍数の時間的推移を表示する表示手段と、前記心拍数の時間的推移における心拍不整個所を使用者が指摘することを可能にする指摘手段と、前記指摘に基づいて心拍不整期間中の投影信号を前記記憶手段から削除する削除手段と、を具備することを特徴とする信号獲得装置である。
【０００７】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影の対象について、Ｘ線に基づく複数ビューの投影信号および心拍信号を獲得する信号獲得手段と、前記投影信号および前記心拍信号を記憶する記憶手段と、前記心拍信号に基づいて心拍数を求める計算手段と、心拍数の時間的推移を表示する表示手段と、前記心拍数の時間的推移における心拍不整個所を使用者が指摘することを可能にする指摘手段と、前記指摘に基づいて心拍不整期間中の投影信号を前記記憶手段から削除する削除手段と、前記削除後の投影信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【０００８】
（１）および（２）に記載の各観点での発明では、計算手段によって心拍数を求め、表示手段によって心拍数の時間的推移を表示し、指摘手段によって心拍数の時間的推移における心拍不整個所を使用者が指摘することを可能にし、削除手段によって心拍不整期間中の投影信号を記憶手段から削除するので、対象が不整脈の症状を持つ場合でも、心拍同期撮影を適正に行うことが可能になる。
【０００９】
前記信号獲得手段は、前記心拍信号として心電信号を獲得することが、心拍数を適切に求める点で好ましい。
【００１０】
前記表示手段は、前記心拍数の時間的推移をグラフィック表示することが、心拍不整個所の指摘を容易にする点で好ましい。
【００１１】
前記指摘手段は、ポインティング・デバイスを有することが、心拍不整個所の指摘をさらに容易にする点で好ましい。
【００１２】
前記削除手段は、心電信号のＲ波を基準として投影信号を削除することが、心拍不整期間中の投影信号の削除を適切に行う点で好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１にＸ線ＣＴ装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００１４】
図１に示すように、本装置は、走査ガントリ（ｇａｎｔｒｙ）２、撮影テーブル（ｔａｂｌｅ）４、操作コンソール（ｃｏｎｓｏｌｅ）６および心拍検出装置１０を備えている。
【００１５】
走査ガントリ２はＸ線管２０を有する。Ｘ線管２０から放射された図示しないＸ線は、コリメータ（ｃｏｌｌｉｍｅｔｏｒ）２２により扇状のＸ線ビームすなわちファンビーム（ｆａｎ ｂｅａｍ）となるように成形され、Ｘ線検出器２４に照射される。Ｘ線管２０とＸ線検出器２４の間の空間には、撮影の対象が撮影テーブル４に搭載されて搬入される。
【００１６】
Ｘ線検出器２４は、扇状のＸ線ビームの広がりの方向にアレイ（ａｒｒａｙ）状に配列された複数の検出素子を有する。Ｘ線検出器２４の構成については後にあらためて説明する。Ｘ線管２０、コリメータ２２およびＸ線検出器２４は、Ｘ線照射・検出装置を構成する。Ｘ線照射・検出装置については後にあらためて説明する。
【００１７】
Ｘ線検出器２４にはデータ収集部２６が接続されている。データ収集部２６は、Ｘ線検出器２４の個々の検出素子の検出信号をディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として収集する。検出素子の検出信号は、Ｘ線による対象の投影を表す信号となる。以下、これを投影信号ともいう。
【００１８】
Ｘ線管２０からのＸ線の照射は、Ｘ線コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２８によって制御される。なお、Ｘ線管２０とＸ線コントローラ２８との接続関係については図示を省略する。コリメータ２２は、コリメータコントローラ３０によって制御される。なお、コリメータ２２とコリメータコントローラ３０との接続関係については図示を省略する。
【００１９】
以上のＸ線管２０からコリメータコントローラ３０までのものが、走査ガントリ２の回転部３４に搭載されている。回転部３４の回転は、回転コントローラ３６によって制御される。なお、回転部３４と回転コントローラ３６との接続関係については図示を省略する。
【００２０】
操作コンソール６はデータ処理装置６０を有する。データ処理装置６０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等によって構成される。データ処理装置６０には、制御インターフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）６２が接続されている。制御インターフェース６２には、走査ガントリ２と撮影テーブル４が接続されている。データ処理装置６０は制御インターフェース６２を通じて走査ガントリ２および撮影テーブル４を制御する。
【００２１】
走査ガントリ２内のデータ収集部２６、Ｘ線コントローラ２８、コリメータコントローラ３０および回転コントローラ３６が、制御インターフェース６２を通じて制御される。なお、それら各部と制御インターフェース６２との個別の接続については図示を省略する。
【００２２】
データ処理装置６０には、データ収集バッファ６４が接続されている。データ収集バッファ６４には、走査ガントリ２のデータ収集部２６が接続されている。データ収集部２６で収集されたデータがデータ収集バッファ６４を通じてデータ処理装置６０に入力される。以下、このデータを投影データともいう。
【００２３】
データ処理装置６０には、制御インターフェース６２を通じて心拍検出装置１０が接続されている。心拍検出装置１０は撮影テーブル６の上の対象の心拍を検出し、心拍信号を制御インターフェース６２を通じてデータ処理装置６０に入力する。心拍検出装置１０としては 例えば心電計が用いられる。心電計は心電信号を計測する。心電信号は心臓の収縮に伴う急峻なＲ波を含むので心拍信号として好適である。
【００２４】
データ処理装置６０には記憶装置６６が接続されている。記憶装置６６には、データ収集バッファ６４および制御インターフェース６２を通じてそれぞれデータ処理装置６０に入力された投影データおよび心拍信号が記憶される。
【００２５】
記憶装置６６にはまたデータ処理装置６０用のプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）が記憶される。データ処理装置６０がそのプログラムを実行することにより、本装置の動作が遂行される。
【００２６】
データ処理装置６０は、データ収集バッファ６４を通じて記憶装置６６に収集した投影データを用いて画像再構成を行う。画像再構成には、例えばフィルタード・バックプロジェクション（ｆｉｌｔｅｒｅｄ ｂａｃｋ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法等が用いられる。なお、記憶装置６６の投影データには、画像再構成前に後述のような処理が施される。
【００２７】
データ処理装置６０には、表示装置６８および操作装置７０が接続されている。表示装置６８は、グラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作装置７０はポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００２８】
表示装置６８は、データ処理装置６０から出力される再構成画像やその他の情報を表示する。操作装置７０は、使用者によって操作され、各種の指示や情報等をデータ処理装置６０に入力する。使用者は表示装置６８および操作装置７０を使用してインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００２９】
図２に、Ｘ線検出器２４の構成を模式的に示す。同図に示すように、Ｘ線検出器２４は、多数のＸ線検出素子２４（ｉ）を１次元のアレイ（ａｒｒａｙ）状に配列した多チャンネルのＸ線検出器となっている。ｉはチャンネル番号であり例えばｉ＝１〜１０００である。Ｘ線検出素子２４（ｉ）は、全体として、円筒凹面状に湾曲したＸ線入射面を形成する。
【００３０】
Ｘ線検出器２４は、図３に示すように、複数のＸ線検出素子２４（ｉｋ）を２次元のアレイ状に配列したものであってよい。複数のＸ線検出素子２４（ｉｋ）は、全体として、円筒凹面状に湾曲したＸ線入射面を形成する。ｋは列番号であり例えばｋ＝１，２，３，４である。Ｘ線検出素子２４（ｉｋ）は、列番号ｋが同一なもの同士でそれぞれ検出素子列を構成する。なお、Ｘ線検出器２４の検出素子列は４列に限るものではなく、それ以上または以下の複数であってよい。
【００３１】
Ｘ線検出素子２４（ｉｋ）は、例えばシンチレータ（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ）とフォトダイオード（ｐｈｏｔｏ ｄｉｏｄｅ）の組み合わせによって構成される。なお、これに限るものではなく、例えばカドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）等を利用した半導体Ｘ線検出素子、あるいは、キセノン（Ｘｅ）ガスを利用した電離箱型のＸ線検出素子であってよい。
【００３２】
図４に、Ｘ線照射・検出装置におけるＸ線管２０とコリメータ２２とＸ線検出器２４の相互関係を示す。なお、図４の（ａ）は走査ガントリ２の正面から見た状態を示す図、（ｂ）は側面から見た状態を示す図である。同図に示すように、Ｘ線管２０から放射されたＸ線は、コリメータ２２により扇状のＸ線ビーム４００となるように成形されてＸ線検出器２４に照射される。
【００３３】
図４の（ａ）では、扇状のＸ線ビーム４００の広がりを示す。Ｘ線ビーム４００の広がり方向は、Ｘ線検出器２４におけるチャンネルの配列方向に一致する。（ｂ）ではＸ線ビーム４００の厚みを示す。Ｘ線ビーム４００の厚み方向は、Ｘ線検出器２４における複数の検出素子列の並設方向に一致する。
【００３４】
このようなＸ線ビーム４００の扇面に体軸を交差させて、例えば図５に示すように、撮影テーブル４に載置された対象８がＸ線照射空間に搬入される。走査ガントリ２は、内部にＸ線照射・検出装置を包含する筒状の構造になっている。
【００３５】
Ｘ線照射空間は走査ガントリ２の筒状構造の内側空間に形成される。Ｘ線ビーム４００によってスライスされた対象８の像がＸ線検出器２４に投影される。Ｘ線検出器２４によって、対象８を透過したＸ線が検出される。対象８に照射するＸ線ビーム４００の厚みｔｈは、コリメータ２２のアパーチャの開度により調節される。
【００３６】
Ｘ線管２０、コリメータ２２およびＸ線検出器２４からなるＸ線照射・検出装置は、それらの相互関係を保ったまま対象８の体軸の周りを連続的に回転（スキャン：ｓｃａｎ）する。これによって、アキシャルスキャン（ａｘｉａｌ ｓｃａｎ）が行われる。
【００３７】
Ｘ線照射・検出装置の回転に並行して、矢印４２で示すように撮影テーブル４を対象８の体軸方向に連続的に移動させた場合は、Ｘ線照射・検出装置は、対象８に関して相対的に、対象８を包囲する螺旋状の軌道に沿って旋回することになる。これによっていわゆるヘリカルスキャン（ｈｅｌｉｃａｌ ｓｃａｎ）が行われる。
【００３８】
なお、Ｘ線検出器２４が対象８を包囲する円環状の構造を持つものである場合は、Ｘ線検出器２４は固定としＸ線管２０とコリメータ２２からなるＸ線照射装置だけを回転させるようにしてもよい。
【００３９】
スキャンの１回転当たり複数（例えば１０００程度）のビューの投影データが収集される。投影データの収集は、Ｘ線検出器２４−データ収集部２６−データ収集バッファ６４の系列によって行われる。以下、投影データをスキャンデータともいう。このようなデータ収集に並行して、心拍検出装置１０−制御インターフェース６２の系統による心拍信号の収集が行われる。
【００４０】
図６に、本装置の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を示す。同図に示すように、ステップ（ｓｔｅｐ）６０１で、心拍同期スキャンが行われる。すなわち、走査ガントリ２によってアキシャルスキャンまたはヘリカルスキャンが行われ、それに並行して、心拍検出装置１０によって心拍信号検出が行われる。走査ガントリ２および心拍検出装置１０からなる部分は、本発明における信号獲得手段の実施の形態の一例である。
【００４１】
次に、ステップ６０３で、スキャンデータおよび心拍信号を記憶することが行われる。スキャンデータおよび心拍信号の記憶は、記憶装置６６によって行われる。記憶装置６６は、本発明における記憶手段の実施の形態の一例である。
【００４２】
図７に、記憶装置６６における投影データおよび心拍信号の記憶要領を示す。同図に示すように、スキャンデータを記憶するビュー・チャンネル平面の一部に、各ビューごとに心拍信号を記憶する領域を設け、この領域に心拍信号をビューごとにスキャンデータと対応させて記憶する。なお、心拍信号は心電信号のＲ波の有無を示す信号として記憶される。
【００４３】
ビュー間の時間差は、ビュータイミングによって定まる例えば１ｍｓ等の一定値である。したがって、例えば１ｍｓごとの心拍信号の状態が記憶される。心拍信号の論理値は、Ｒが発生した部分で「１」であり、それ以外の部分では「０」である。これによって、「１」が記憶されているビューの番号からＲ波の発生時点を知ることができる。
【００４４】
心拍信号はビュー・チャンネル平面とは別個に記憶するようにしてもよい。その場合には、例えば図８に示すように、ビュー番号と対にしてそのビューにおける心拍信号の論理値を記憶する。このような情報からも「１」が記憶されているビューの番号からＲ波の発生時点を知ることができる。
【００４５】
次に、ステップ６０５で、心拍数計算が行われる。心拍数計算はデータ処理装置６０によって行われる。データ処理装置６０は、本発明における計算手段の実施の形態の一例である。データ処理装置６０は、次式によって心拍数ＢＰＭ（ｂｅａｔ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）を計算する。
【００４６】
【数１】
ここで、
ＴＲ（ｉ）：ｉ番目のＲ波の発生時刻（秒単位）
ＴＲ（ｉ＋１）：ｉ＋１番目のＲ波の発生時刻（秒単位）
次に、ステップ６０７で、心拍数の時間的推移を表示することが行われる。心拍数の時間的推移の表示は、表示装置６８によって行われる。表示装置６８は、本発明における表示手段の実施の形態の一例である。心拍数の時間的推移は、例えば図９に示すように、横軸を時間とし縦軸を心拍数とするグラフ（ｇｒａｐｈ）によって示される。グラフは、心拍が安定している部分では平坦であるが、心拍が不整な部分では大きく変化する。これによって、心拍不整個所すなわち不整脈の発生個所を一目で判別することができる。
【００４８】
次に、ステップ６０９で、心拍不整個所を指摘することが行われる。心拍不整個所の指摘は、本装置の使用者によって行われる。使用者は、グラフから心拍不整の有無を判定し、心拍不整と判定した個所を、操作装置７０のポインティング・デバイスで指摘する。ポインティング・デバイスを用いることにより、心拍不整個所を容易に指摘することができる。図９は、円形のカーソル（ｃｕｒｓｏｒ）を心拍不整個所に合わせた状態を示している。操作装置７０は、本発明における指摘手段の実施の形態の一例である。
【００４９】
次に、ステップ６１１で、心拍不整期間中のスキャンデータを削除することが行われる。心拍不整期間中のスキャンデータの削除は、使用者による上記のような指摘に基づいて、データ処理装置６０により行われる。データ処理装置６０は、本発明における削除手段の実施の形態の一例である。データ処理装置６０は、カーソルで指摘されたグラフ上の位置から心拍不整期間を認識し、その期間中のスキャンデータを記憶装置６６から削除する。
【００５０】
図１０に、スキャンデータ削除の要領を概念的に示す。同図に示すように、Ｒ波Ｒ２とＲ３の間が心拍不整期間であるとすると、Ｒ波Ｒ２が発生した時点のビュー番号ｖ２のスキャンデータから、Ｒ波Ｒ３が発生した時点のビュー番号ｖ３までのスキャンデータを消去する。このようにＲ波を基準として削除することにより、心拍不整期間中のスキャンデータを正しく削除することができる。
【００５１】
次に、ステップ６１３で、画像再構成が行われる。画像再構成は、データ処理装置６０によって行われる。データ処理装置６０は、本発明におけ画像生成手段の実施の形態の一例である。画像再構成は心拍不整期間中のデータを削除した後のスキャンデータを用いて行われる。スキャンに用いられるスキャンデータは全て心拍が正常なデータとなるから、再構成画像として適正なものを得ることができる。すなわち、心拍不整に影響されずに心拍同期撮影を適正に行うことができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、不整脈の症状を持つ対象について心拍同期撮影を適正に行うことを可能にする信号獲得装置、および、そのような信号獲得装置を備えたＸ線ＣＴ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】Ｘ線検出器の構成を示す図である。
【図３】Ｘ線検出器の構成を示す図である。
【図４】Ｘ線照射・検出装置の構成を示す図である。
【図５】Ｘ線照射・検出装置と対象との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図７】スキャンデータおよび心拍信号の記憶要領を示す図である。
【図８】心拍信号の記憶要領を示す図である。
【図９】心拍数の表示状態を示す図である。
【図１０】スキャンデータの削除要領を示す図である。
【符号の説明】
２ 走査ガントリ
２０ Ｘ線管
２２ コリメータ
２４ Ｘ線検出器
２６ データ収集部
２８ Ｘ線コントローラ
３０ コリメータコントローラ
３４ 回転部
３６ 回転コントローラ
４ 撮影テーブル
６ 操作コンソール
６０ データ処理装置
６２ 制御インターフェース
６４ データ収集バッファ
６６ 記憶装置
６８ 表示装置
７０ 操作装置
８ 対象
１０ 心拍検出装置
４００ Ｘ線ビーム
Claims (10)
- 対象について、Ｘ線に基づく複数ビューの投影信号および心拍信号を獲得する信号獲得手段と、
前記投影信号および前記心拍信号を記憶する記憶手段と、
前記心拍信号に基づいて心拍数を求める計算手段と、
心拍数の時間的推移を表示する表示手段と、
前記心拍数の時間的推移における心拍不整個所を使用者が指摘することを可能にする指摘手段と、
前記指摘に基づいて心拍不整期間中の投影信号を前記記憶手段から削除する削除手段と、
を具備することを特徴とする信号獲得装置。 - 前記信号獲得手段は、前記心拍信号として心電信号を獲得する、
ことを特徴とする請求項１に記載の信号獲得装置。 - 前記表示手段は、前記心拍数の時間的推移をグラフィック表示する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の信号獲得装置。 - 前記指摘手段は、ポインティング・デバイスを有する、
ことを特徴とする請求項２ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の信号獲得装置。 - 前記削除手段は、心電信号のＲ波を基準として投影信号を削除する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の信号獲得装置。 - 撮影の対象について、Ｘ線に基づく複数ビューの投影信号および心拍信号を獲得する信号獲得手段と、
前記投影信号および前記心拍信号を記憶する記憶手段と、
前記心拍信号に基づいて心拍数を求める計算手段と、
心拍数の時間的推移を表示する表示手段と、
前記心拍数の時間的推移における心拍不整個所を使用者が指摘することを可能にする指摘手段と、
前記指摘に基づいて心拍不整期間中の投影信号を前記記憶手段から削除する削除手段と、
前記削除後の投影信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、
を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 - 前記信号獲得手段は、前記心拍信号として心電信号を獲得する、
ことを特徴とする請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。 - 前記表示手段は、前記心拍数の時間的推移をグラフィック表示する、
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。 - 前記指摘手段は、ポインティング・デバイスを有する、
ことを特徴とする請求項６ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。 - 前記削除手段は、心電信号のＲ波を基準として投影信号を削除する、
ことを特徴とする請求項７ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。
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