JP6884367B2 - 注入プロトコルの生成装置、該生成装置を備える注入装置及び撮像システム、注入プロトコル生成方法、及び注入プロトコル生成プログラム - Google Patents

Description

本発明は、造影剤の注入プロトコルの生成装置、該生成装置を備える注入装置及び撮像システム、注入プロトコル生成方法、及び注入プロトコル生成プログラムに関する。

近年、広い領域（例えば、被写体の頭尾方向に１６ｃｍの領域）を撮像できる医療用の撮像装置が登場した。このような撮像装置としては、東芝メディカルシステムズ株式会社製の「ＡｑｕｉｌｉｏｎＯＮＥ（登録商標）」がある。これにより、被写体の広い撮像部位において、所定の持続時間にわたって所定範囲の画素値を持続することが要望されている。

例えば、被写体の冠動脈を撮像する場合には、所望の画素値を１０秒間持続させたいという要望がある。また、冠動脈の石灰化部分の画素値が５００HU程度であるため、冠動脈の画素値が５００HUに至らないように、例えば４００HUから所定範囲内の画素値を持続させたいという要望がある。

この点、特許文献１には、所定の持続時間にわたって所定範囲の画素値が維持されるような注入プロトコルを生成する生成装置と、画素値及び持続時間の少なくとも一方を入力する入力部と、生成された注入プロトコルに従って造影剤を注入する注入ヘッドとを備える注入装置が開示されている。

国際公開第２０１６／０２１１８５号

特許文献１に記載の注入プロトコルでは、予定される持続時間の後半において画素値が変動してしまうことがある。この場合であっても、所定範囲内の画素値を維持することはできる。しかし、予定される持続時間全体に渡って、画素値の変動が少ない状態で画素値を維持することが望ましい。

上記課題を解決するため、本発明の一例としての生成装置は、被写体の撮像部位の情報を取得する撮像情報取得部と、被写体の情報を取得する被写体情報取得部と、前記撮像部位の情報及び前記被写体の情報に基づいて、造影剤の注入プロトコルを生成するプロトコル生成部とを備え、前記プロトコル生成部は、第１加速度で注入速度が低下する第１フェーズと、前記第１フェーズに続くと共に、第２加速度で注入速度が低下する第２フェーズとを含むと共に、前記第２フェーズの開始時の注入速度が前記第１フェーズの終了時の注入速度よりも高いように、前記注入プロトコルを生成することを特徴とする。

また、本発明の他の例としての注入装置は、造影剤を注入する注入装置であって、上記生成装置と、注入プロトコルに従って前記造影剤を注入する注入ヘッドとを備えることを特徴とする。

また、本発明の他の例としての撮像システムは、被写体を撮像する撮像装置と、上記生成装置とを備えることを特徴とする。

また、本発明の他の例としての注入プロトコル生成方法は、被写体の撮像部位の情報及び被写体の情報を取得し、前記撮像部位の情報及び前記被写体の情報に基づいて、第１加速度で注入速度が低下する第１フェーズと、前記第１フェーズに続くと共に、第２加速度で注入速度が低下する第２フェーズとを含むと共に、前記第２フェーズの開始時の注入速度が前記第１フェーズの終了時の注入速度よりも高いように、注入プロトコルを生成することを特徴とする。

また、本発明の他の例としての造影剤の注入プロトコル生成プログラムは、注入プロトコルを生成する生成装置を、撮像部位の情報を取得する撮像情報取得部、被写体の情報を取得する被写体情報取得部、及び前記撮像部位の情報及び前記被写体の情報に基づいて、前記注入プロトコルを生成するプロトコル生成部であって、第１加速度で注入速度が低下する第１フェーズと、前記第１フェーズに続くと共に、第２加速度で注入速度が低下する第２フェーズとを含むと共に、前記第２フェーズの開始時の注入速度が前記第１フェーズの終了時の注入速度よりも高いように、前記注入プロトコルを生成する、プロトコル生成部として機能させることを特徴とする。

これにより、被写体を撮像する際に、予定される持続時間全体に渡って、画素値の変動が少ない状態で画素値を維持することができる。

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。

撮像システムの概略図である。 本発明の第１実施形態に係る注入装置の概略ブロック図である。 注入プロトコルの生成方法を説明するためのフローチャートである。 注入プロトコルを示すグラフである。 タイムデンシティカーブを示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る撮像システムの概略ブロック図である。

以下、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、以下の実施形態で説明する寸法、材料、形状及び構成要素の相対的な位置等は任意であり、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。なお、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等を含む薬液との両方を含む。

図１に示すように、撮像システム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。

撮像装置３は、撮像プランに従って被験者の撮像を行う撮像部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、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、線量及び撮像方法等の情報が含まれている。そして、制御装置３２は、撮像プランに従うように撮像部３１を制御して被験者を撮像する。また、制御装置３２は、撮像部３１、注入装置２、及びサーバー（外部記憶装置）と有線又は無線によって通信できる。

撮像部３１は、寝台と、被写体である被験者にＸ線を照射するＸ線源と、被験者を透過したＸ線を検出するＸ線検出器等を有している。この撮像部３１は、被験者にＸ線を曝射し、被験者を透過したＸ線に基づいて被験者の体内を逆投影することで、被験者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。

また、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等を表示する。代替的に、制御装置３２とディスプレイ３３とを、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（不図示）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。オペレーターは、薬液情報、撮像情報、被写体情報及び／又は撮像条件を、該入力部から撮像装置３に入力することができる。

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としての被験者の体内に注入する。この注入プロトコルは、少なくとも注入速度及び注入時間を含んでいるが、注入速度の加速度、注入量、注入タイミング、造影剤濃度及び注入圧力等の注入条件に関する情報をさらに含んでいてもよい。また、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、薬液が充填されたシリンジは、この注入ヘッド２１に搭載される。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。

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、造影剤の注入プロトコルを生成する生成装置としても機能する。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、及び各種情報等を表示する。代替的に、注入装置２は、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等のユーザインタフェースとを備えていてもよい。

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等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。このような制御装置も、注入プロトコルの生成装置として機能する。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。

また、注入装置２は、電源又はバッテリーと、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）と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。また、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。

注入ヘッド２１は、シリンジが搭載されるシリンジ保持部を有すると共に、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を内蔵している。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、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等が設けられている。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、及び各種注入結果等が表示されるヘッドディスプレイを備えていてもよい。

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が接続される。そして、注入準備が完了すると、オペレーターが操作部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、延長チューブ等を介して被験者の体内へ注入される。

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等の、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２１３（図２）を内蔵している。このデータキャリアには、薬液に関連する情報（薬液情報）が記憶されている。薬液情報としては、製品ＩＤ、製品名称、化学分類、含有成分、濃度、粘度、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等がある。

注入装置２は、不図示のサーバー（外部記憶装置）から情報を受信することができ、サーバーへ情報を送信することもできる。また、撮像装置３も、サーバーから情報を受信することができ、サーバーへ情報を送信することもできる。このようなサーバーとしては、例えば、ＲＩＳ（Radiology Information System）、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）、及びＨＩＳ（Hospital Information System）等がある。

このサーバーには、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、被験者の情報（被写体情報）と、検査内容に関する検査情報とを含んでいる。被写体情報は、被写体の体重、除脂肪体重、循環血液量、被験者番号（被験者ＩＤ）、氏名、性別、生年月日、年齢、身長、血液量、体表面積、疾病、心拍数、及び心拍出量等を含む。また、検査情報は、検査番号（検査ＩＤ）、検査部位、検査日時、薬液種類、薬液名称、及び撮像情報（撮像部位の情報）等を含む。また、サーバーは、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等を用いることもできる。

［第１実施形態］
続いて、図２及び図３を参照して、注入プロトコル生成方法について説明する。図２は注入装置２の概略ブロック図であり、図３は注入プロトコルの生成を説明するフローチャートである。

図２に示すように、注入装置２のコンソール２３は、制御プログラム、注入プロトコルに関する情報、及び薬液に関する情報等が記憶されている記憶部２４を有している。また、コンソール２３は、注入ヘッド２１を含む注入装置２の全体を制御するＣＰＵ等の制御部２５と、入力・表示部としてのタッチパネル２６を有している。オペレーターは、入力部としてのタッチパネル２６を介して所定の指令又は情報等を入力することができる。

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等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、又はハードディスクドライブ等を有する。この記憶部２４に実装されたプログラムに対応して制御部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。代替的に、制御部２５は、ＣＤ（Compact Disc）及びＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の可搬記録媒体、又はインターネット上のサーバー等の外部記憶媒体に記憶されたプログラムに従って各種処理を制御することもできる。

制御部２５は、薬液の情報を取得する薬液情報取得部１１と、被写体の撮像部位の情報（撮像情報）を取得する撮像情報取得部１２と、被写体の情報（被写体情報）を取得する被写体情報取得部１３と、撮像条件として予定画素値及び予定持続時間の少なくとも一方の情報を取得する撮像条件取得部１４と、表示部としてのタッチパネル２６を制御する表示制御部１５と、撮像部位の情報と被写体の情報とに基づいて、造影剤の注入プロトコルを生成するプロトコル生成部１６とを備えている。

撮像部位の情報とは、撮像方法の名称、又は注入部位から撮像部位までの距離等、撮像部位（範囲）を特定できる情報である。また、予定画素値とは、撮像部位の撮像に求められる所望の画素値であり、撮像部位毎に予め設定するか、又はオペレーターが入力部から入力できる。そして、予定持続時間とは、予定画素値を維持する所望の時間であり、撮像部位毎に予め設定するか、又はオペレーターが入力部から入力できる。

記憶部２４に実装された造影剤の注入プロトコル生成プログラムは、注入プロトコルを生成するコンピューターとしての生成装置２３を、撮像部位の情報を取得する撮像情報取得部１２、被写体の情報を取得する被写体情報取得部１３、撮像部位の情報と、被写体の情報とに基づいて、注入プロトコルを生成するプロトコル生成部１６として機能させる。このとき、プロトコル生成部１６は、第１加速度で注入速度が低下する第１フェーズと、第１フェーズに続くと共に、第２加速度で注入速度が低下する第２フェーズとを含むと共に、第２フェーズの開始時の注入速度が第１フェーズの終了時の注入速度よりも高いように、注入プロトコルを生成する。この注入プロトコル生成プログラムは、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記憶されている。

オペレーターは、注入装置２の電源をオンにした後に、注入ヘッド２１にシリンジを搭載する。すると、図３に示すように、注入ヘッド２１の読取部２１３は、薬液情報（例えば、製品ＩＤ及びヨード含有量等）を読み取って薬液情報取得部１１に送る。そして、薬液情報取得部１１は、読取部２１３が読み取った薬液情報を取得する（Ｓ１１）。代替的に、薬液情報取得部１１は、撮像装置３又は外部サーバーから薬液情報を取得することもできる。また、薬液情報取得部１１は、入力部としてのタッチパネル２６を介して、オペレーターが入力した薬液情報を取得することもできる。

そして、プロトコル生成部１６は、薬液情報取得部１１が取得した薬液情報を、記憶部２４に一時的に記憶させる。同時に、表示制御部１５は、プロトコル生成部１６から受け取った薬液情報に基づいて、製品名称及びヨード含有量をタッチパネル２６に表示させる。このとき、表示制御部１５は、表示部としてのタッチパネル２６に撮像情報の入力画面も表示させている。

続いて、オペレーターは、タッチパネル２６に表示された複数の部位の中から所望の撮像部位（例えば、大動脈）を選択する。すると、撮像情報取得部１２は、入力部としてのタッチパネル２６を介して、撮像情報（例えば、撮像部位の名称）を取得する（Ｓ１２）。そして、プロトコル生成部１６は、撮像情報取得部１２が取得した撮像情報を、記憶部２４に一時的に記憶させる。代替的に、撮像情報取得部１２は、撮像装置３又は外部サーバーから撮像情報を取得することもできる。その後、表示制御部１５は、表示部としてのタッチパネル２６に被写体情報の入力画面を表示させる（Ｓ１３）。

そして、オペレーターは、タッチパネル２６を介して被写体情報（例えば、被写体の体重として６０kgの数値）を入力する。すると、被写体情報取得部１３は、入力部としてのタッチパネル２６を介して、被写体情報として被写体の体重を取得する（Ｓ１４）。代替的に、被写体情報取得部１３は、撮像装置３、外部サーバー又は外部測定装置（例えば体重計）から被写体情報を取得することもできる。そして、プロトコル生成部１６は、被写体情報取得部１３が取得した被写体情報を、記憶部２４に一時的に記憶させる。同時に、表示制御部１５は、表示部としてのタッチパネル２６に、被写体情報を表示させる。

なお、薬液情報、撮像情報、被写体情報及び撮像条件の取得の順序は、適宜変更することができる。例えば、撮像情報として撮像部位の名称を取得した後に、薬液情報として薬液中の造影剤単体の含有量を取得してもよい。また、薬液情報、撮像情報及び被写体情報は、検査前に記憶部２４に記憶させておくこともできる。この場合、薬液情報取得部１１、撮像情報取得部１２及び被写体情報取得部１３は、記憶部２４から各情報を取得することもできる。例えば、薬液情報取得部１１は、読取部２１３から薬液情報を取得しない場合には、記憶部２４から所定の薬液情報を取得する。

そして、プロトコル生成部１６は、撮像情報と、被写体情報とに基づいて、造影剤の注入プロトコルを計算によって生成する（Ｓ１５）。具体的に記憶部２４には、単位時間毎の造影剤単体の体重当たり使用量（例えば体重当たり使用ヨード量）と、注入時間と、注入速度の加速度（単位時間当たりの注入量の変化率）とが予め記憶されている。そして、プロトコル生成部１６は、撮像情報に関連付けられた、体重当たり使用量、注入時間及び加速度を記憶部２４から読み出す。さらに、プロトコル生成部１６は、薬液情報としての含有量を記憶部２４から読み出す。

さらに、記憶部２４には、撮像方法の名称に関連付けられた単位時間毎の造影剤単体の体重当たり使用量及び注入時間が、予め記憶されていてもよい。この場合、プロトコル生成部１６は、撮像方法の名称に関連付けられた体重当たり使用量及び注入時間を、記憶部２４から読み出す。

注入プロトコルを生成するに際して、プロトコル生成部１６は、第１フェーズの開始時の注入速度を計算する。このとき、第２フェーズの開始時の注入速度が第１フェーズの開始時の注入速度よりも低くなるように、１より大きい値からなる所定の増加倍数Ｋを用いる。第１実施形態では、造影剤の合計注入量に大きな影響を与えない範囲として、増加倍数Ｋ＝１．１を設定する。そして、体重当たり使用量をＵＩＯ（mgI/Kg/sec）とし、被験者の体重をＷ（kg）とし、造影剤単体の含有量ＣＭ（mgI/mL）とすると、第１フェーズの開始時の注入速度ＳＶ_１（mL/sec）は、下記数式１により求められる。
ＳＶ_１＝ＵＩＯ×Ｗ／ＣＭ×Ｋ （数式１）

例えば、撮像部位が大動脈である場合、第１フェーズの体重当たり使用量は３５．５mgI/Kg/secである。そして、含有量が３００mgI/mLであり、被験者の体重が４０kgであるとして、各値を数式１に代入すると、第１フェーズの開始時の注入速度５．２mL/secが求められる。なお、増加倍数Ｋは必要が無ければ使用しなくともよく、また増加倍数Ｋ＝１を設定してもよい。

続いて、プロトコル生成部１６は、第２フェーズの開始時の注入速度を計算する。体重当たり使用量をＵＩＯ（mgI/Kg/sec）とし、被験者の体重をＷ（kg）とし、造影剤単体の含有量ＣＭ（mgI/mL）とすると、第２フェーズの開始時の注入速度ＳＶ_２（mL/sec）は、下記数式２により求められる。
ＳＶ_２＝ＵＩＯ×Ｗ／ＣＭ （数式２）

例えば、撮像部位が大動脈である場合、第２フェーズの体重当たり使用量は１９．５mgI/Kg/secである。そして、含有量が３００mgI/mLであり、被験者の体重が４０kgであるとして、各値を数式４に代入すると、第２フェーズの開始時の注入速度２．６mL/secが求められる。

次に、プロトコル生成部１６は、第１フェーズの開始時の注入速度ＳＶ_１と、第２フェーズの開始時の注入速度ＳＶ_２と、記憶部２４から読み出した各フェーズの注入時間Ｔ_０（sec）と、各フェーズの加速度Ｄ_０（ml/s2）とを用いて、第１フェーズ及び第２フェーズの終了時の注入速度ＥＶ_０を計算する。ここで、各フェーズの加速度Ｄ_０は、第１フェーズにおいて第１加速度で注入速度が低下し、且つ第１フェーズに続く第２フェーズにおいて第２加速度で注入速度が低下するように設定されている。さらに、各フェーズの加速度Ｄ_０は、第２フェーズの開始時の注入速度が第１フェーズの終了時の注入速度よりも高くなるように設定されている。

また、加速度Ｄ_０は、第１フェーズ又は第２フェーズにおいて、注入速度が線形に低下するように設定できる。さらに、加速度Ｄ_０は、第２フェーズの第２加速度が第１フェーズの第１加速度よりも大きくなるように設定できる。加えて、加速度Ｄ_０は、第２フェーズにおける注入速度の変化量が第１フェーズにおける注入速度の変化量よりも小さくなるように設定できる。また、加速度Ｄ_０は、第２フェーズにおける注入量が第１フェーズにおける注入量よりも少なくなるように設定できる。各フェーズの終了時の注入速度ＥＶ_０は、注入時間Ｔ_０と、加速度Ｄ_０とを用いて下記数式２により求められる。
ＥＶ_０＝ＳＶ_０＋（Ｄ_０×Ｔ_０） （数式３）

例えば、撮像部位が大動脈である場合、第１フェーズの注入時間Ｔ_１は７．２７secであり、第１フェーズの負の加速度Ｄ_１は−０．３７１ml/s2である。これらの値を数式３に代入すると、第１フェーズの終了時の注入速度ＥＶ_１は、２．５mL/secとなる。同様に、第２フェーズの注入時間Ｔ_２は８secであり、第２フェーズの負の加速度Ｄ_２は−０．０２５ml/s2である。これらの値を数式３に代入すると、第２フェーズの終了時の注入速度ＥＶ_２は、２．４mL/secとなる。

そして、プロトコル生成部１６は、第１フェーズの開始時の注入速度ＳＶ_１と、第２フェーズの開始時の注入速度ＳＶ_２と、記憶部２４から読み出した各フェーズの注入時間Ｔ_０（sec）と、各フェーズの加速度Ｄ_０（ml/s2）とを用いて、第１フェーズ及び第２フェーズの造影剤の合計注入量ＳＵＭ_０を計算する。この注入時間Ｔ_０は、第２フェーズにおける注入時間が第１フェーズにおける注入時間よりも長くなるように設定できる。各フェーズの合計注入量ＳＵＭ_０（mL）は、下記数式４により求められる。
ＳＵＭ_０＝（ＳＶ_０＋ＥＶ_０）×Ｔ_０／２ （数式４）

例えば、第１フェーズの開始時の注入速度５．２mL/sec、第１フェーズの終了時の注入速度２．５mL/sec、及び第１フェーズの注入時間７．２７secを数式４に代入すると、第１フェーズの合計注入量ＳＵＭ_１は、２８mLとなる。同様に、第２フェーズの開始時の注入速度２．６mL/sec、第２フェーズの終了時の注入速度２．４mL/sec、及び第２フェーズの注入時間８secを数式４に代入すると、第２フェーズの合計注入量ＳＵＭ_２は、２０mLとなる。

［変形例］
以上のようにして、プロトコル生成部１６は、注入速度及び注入時間を含む注入プロトコルを生成する。代替的に、プロトコル生成部１６は、撮像部位の情報と被写体の情報とに対応する注入プロトコルを記憶部２４から読み出し、これにより注入プロトコルを生成してもよい。この場合、記憶部２４は、第１加速度で注入速度が低下する第１フェーズと、第１フェーズに続くと共に、第２加速度で注入速度が低下する第２フェーズとを含む注入プロトコルであって、第２フェーズの開始時の注入速度が第１フェーズの終了時の注入速度よりも高くなる注入プロトコルを記憶している。例えば、記憶部２４は、以下の表１に示されたＡからＦの６つの注入プロトコルを記憶しており、プロトコル生成部１６はこれらの注入プロトコルの中から、撮像部位の情報と被写体の情報とに対応する１つ（例えば注入プロトコルＡ）を読み出すことができる。

プロトコル生成部１６が注入プロトコルを生成すると、表示制御部１５は、プロトコル生成部１６から受け取った注入プロトコルを表示部としてのタッチパネル２６に表示させる（Ｓ１６）。そして、オペレーターは、表示された注入プロトコルを確認し、注入プロトコルを再生成しない場合は（Ｓ１７でＮＯ）、注入プロトコルの生成が終了する。その後、オペレーターは、タッチパネル２６に表示されたチェックボタン又は注入ヘッド２１の最終確認ボタンを押す。これにより、注入準備が完了して、注入装置２は注入可能状態で待機する。

注入プロトコルを再生成する場合（Ｓ１７でＹＥＳ）、オペレーターは、撮像部位の予定画素値と予定画素値の予定持続時間との少なくとも一方を、入力部としてのタッチパネル２６を介して入力する。すると、撮像条件取得部１４は、入力部としてのタッチパネル２６を介して、予定画素値及び予定持続時間の少なくとも一方を撮像条件として取得する（Ｓ１８）。そして、プロトコル生成部１６は、予定画素値又は予定持続時間に基づいて注入プロトコルを再生成する（Ｓ１９）。

具体的に、記憶部２４は、撮像部位の情報及び被写体の情報のそれぞれについて、少なくとも予定画素値と予定持続時間との一方を達成するような複数の注入プロトコルを記憶している。そして、プロトコル生成部１６は、これらの中から、入力された予定画素値又は予定持続時間を達成するような注入プロトコルを読み出すことにより、注入プロトコルを再生成する。これにより、注入プロトコルの再生成が終了する。そして、表示制御部１５は、プロトコル生成部１６から受け取った注入プロトコルに含まれる注入速度及び注入量をタッチパネル２６に表示する。

［実施例１］
生成された注入プロトコルについて、図４及び図５を参照して説明する。図４は、実施例１及び比較例１に係る注入プロトコルを示すグラフである。図４中、縦軸は注入速度（ml/sec）を示し、横軸は注入開始からの経過時間（sec）を示している。

実線で示す実施例１では、撮像部位が大動脈であり、被験者の体重が４０kgである場合の注入速度の変化を示している。また、使用する造影剤のヨード含有量は３００mgI/mLであり、予定画素値が４００HUであり、且つ予定持続時間が５secである。実施例の第１フェーズにおいては、開始時の注入速度が５．２ml/secであり、終了時の注入速度が２．５ml/secであり、合計注入量が２８mlであり、注入時間が７．２７secである。また、第２フェーズにおいては、開始時の注入速度が２．６ml/secであり、終了時の注入速度が２．４ml/secであり、合計注入量が２０mlであり、注入時間が８secである。

実施例１の第１フェーズでは、注入速度５．２ml/secで注入を開始する。そして、注入速度が徐々に低下して、注入開始から７．２７sec経過した時に、注入速度２．５ml/secで第１フェーズが終了する。続いて、実施例１の第２フェーズでは、開始時の注入速度が第１フェーズの終了時の注入速度よりも高くなるように、注入速度２．６ml/secから注入を開始する。そして、注入速度が徐々に低下して、注入開始から８sec経過した時に、注入速度２．４ml/secで第２フェーズを終了する。その後、生理食塩水による後押し注入（注入速度：２．１ml/sec、注入量３０ml）を行う。

実施例１において、プロトコル生成部１６は、第１フェーズ又は第２フェーズにおいて、注入速度が線形に低下するように注入プロトコルを生成する。また、プロトコル生成部１６は、第２加速度が第１加速度よりも大きいように注入プロトコルを生成する。すなわち、実施例１の第２フェーズの第２加速度は−０．０２５ml/s2であり、第１フェーズの第１加速度−０．３７１ml/s2よりも大きい。さらに、プロトコル生成部１６は、第２フェーズにおける注入時間が第１フェーズにおける注入時間よりも長いように注入プロトコルを生成する。すなわち、実施例１の第２フェーズの注入時間は８secであり、第１フェーズの注入時間７．２７secよりも長い。

また、プロトコル生成部１６は、第２フェーズの開始時の注入速度が第１フェーズの開始時の注入速度よりも低いように注入プロトコルを生成する。すなわち、実施例１の第２フェーズの開始時の注入速度は２．６ml/secであり、第１フェーズの開始時の注入速度５．２ml/secよりも低い。さらに、プロトコル生成部１６は、第２フェーズにおける注入速度の変化量が第１フェーズにおける注入速度の変化量よりも小さいように注入プロトコルを生成する。すなわち、実施例１の第２フェーズの注入速度の変化量（開始時の注入速度と終了時の注入速度との差）は０．２ml/secであり、第１フェーズの注入速度の変化量２．７ml/secよりも小さい。

加えて、プロトコル生成部１６は、第２フェーズにおける注入量が第１フェーズにおける注入量よりも少ないように注入プロトコルを生成する。すなわち、実施例１の第２フェーズの注入量は２０mlであり、第１フェーズの注入量２８mlよりも少ない。

［比較例１］
点線で示す比較例も、撮像部位が大動脈であり、被験者の体重が４０kgである場合の注入速度の変化を示している。また、使用する造影剤のヨード含有量は３００mgI/mLであり、予定画素値が４００HUであり、且つ予定持続時間が５secである。比較例の第１フェーズにおいては、開始時の注入速度が５．２ml/secであり、終了時の注入速度が２．５ml/secであり、造影剤の合計注入量が２８mlであり、注入時間が７．２７secである。一方、第２フェーズにおいては、開始時の注入速度が２．３ml/secであり、終了時の注入速度が２．１ml/secであり、合計注入量が２０mlであり、注入時間が９．０９secである。

比較例１においても第１フェーズでは、注入速度５．２ml/secで注入を開始する。そして、注入速度が徐々に低下して、注入開始から７．２７sec経過した時に、注入速度２．５ml/secで第１フェーズが終了する。しかし、第２フェーズでは、実施例１とは異なり開始時の注入速度が第１フェーズの終了時の注入速度よりも低い。すなわち、比較例１の第２フェーズでは、２．５ml/secより低い注入速度２．３ml/secから注入を開始する。そして、注入速度が徐々に低下して、注入開始から９．０９sec経過した時に、注入速度２．１ml/secで第２フェーズを終了する。その後、生理食塩水による後押し注入（注入速度：２．１ml/sec、注入量３０ml）を行う。

図４の実施例１が示すように、第１実施形態に係る注入プロトコルの第２フェーズでは第１フェーズよりも低下の程度が緩やかとなる。すなわち、第１フェーズにおける負の加速度は、第２フェーズにおける負の加速度よりも小さい。具体的に、実施例１においては、第１フェーズでの加速度が−０．３７１ml/s2であり、第２フェーズでの加速度が−０．０２５ml/s2である。

図５は、実施例１及び比較例１それぞれのタイムデンシティカーブを示すグラフである。図５において、縦軸は画素値（HU）を示し、横軸は注入開始からの経過時間（sec）を示している。また、実施例１に係るタイムデンシティカーブを実線で示し、比較例１に係るタイムデンシティカーブを点線で示している。

実施例１に係るタイムデンシティカーブにおいては、注入開始から１１．５sec経過時点から１７．５sec経過時点までの６secの間、画素値４００HUよりも大きい画素値が維持されている。一方、比較例１に係るタイムデンシティカーブにおいては、注入開始から１２sec経過時点から１３．５sec経過時点までの１．５secの間、画素値４００HUよりも大きい画素値が維持されている。しかし、画素値４００HUを超えた１２sec経過時点から予定持続時間である５secを経過した時点、すなわち１７sec経過時点では、約３８８HUまで画素値が低下している。該５secの間、最大画素値は約４０２HUであり、最小画素値は約３８８HUである。そのため、画素値の変動幅は１４HUとなる。また、１７sec経過時点において、実施例１では、約４１３HUであるので、実施例１と比較例１との画素値の差Ｄ（図５）は２４HUとなる。

比較例１においては、予定持続時間の後半において画素値が変動して、予定画素値未満の値にまで低下してしまっている。一方、実施例１によれば、予定持続時間の後半においても、予定画素値以上の画素値が維持されている。すなわち、予定持続時間の５secを上回る約６secの間、予定画素値よりも大きい画素値が維持されている。さらに、１２sec経過時点から１７sec経過時点までの５secの間、最大画素値は約４１９HUであり、最小画素値は約４１０HUである。そのため、画素値の変動幅は９HUに抑えられている。また、実施例１における造影剤の合計注入量は比較例１と同じ４８mlである。

以上説明した第１実施形態に基づいて生成された注入プロトコルによれば、被写体を撮像する際に、予定持続時間に渡って、画素値の変動が少ない状態で画素値を維持することができる。さらに、造影剤の注入量を増やさずに画素値の変動を抑制することができるので、被写体の負担を増加させずに画素値の変動を抑制することもできる。また、予定画素値又は予定持続時間を入力すれば、オペレーターが望む範囲の画素値又は持続時間を達成する注入プロトコルを生成できる。

なお、プロトコル生成部１６は、予定画素値に対応する注入プロトコルを先に記憶部２４から読み出し、その後、撮像部位の情報と被写体の情報とに基づいて、注入プロトコルを再生成してもよい。また、注入速度を線形に低下させる注入プロトコルには、直線状に低下させる注入プロトコルと、曲線状に低下させる注入プロトコルとを含む。また、フェーズの数は２回に限られず、３回以上であってもよい。

また、注入プロトコルを生成する際には、第１フェーズ及び第２フェーズの体重当たり使用量として同じ値を用いてもよい。さらに、第２フェーズの開始時の注入速度は、第１フェーズの開始時の注入速度と同じであってもよい。加えて、第２フェーズの第２加速度は、第１フェーズの第１加速度以下であってもよい。また、第２フェーズにおける注入時間は、第１フェーズにおける注入時間よりも短くすることもできる。

［第２実施形態］
続いて、図６を参照して第２実施形態について説明する。第１実施形態では注入装置２が注入プロトコルの生成装置を備えていたが、第２実施形態では撮像装置３が生成装置を備えている。なお、第２実施形態の説明においては、第１実施形態との相違点について説明し、第１実施形態で説明した構成要素については同じ参照番号を付し、その説明を省略する。特に説明した場合を除き、同じ参照符号を付した構成要素は略同一の動作及び機能を奏し、その作用効果も略同一である。

図６は撮像装置３と注入装置２とを備える撮像システムの概略ブロック図である。図６に示すように、注入装置２は、薬液を注入する注入ヘッド２１と、コンソール２３とを備えている。そして、コンソール２３は、入力・表示部としてのタッチパネル２６と、表示部としてのタッチパネル２６を制御する表示制御部１５とを有している。

撮像装置３は、注入プロトコルの生成装置４２３（例えばＣＰＵ）を備えている。そして、生成装置４２３は、薬液情報を取得する薬液情報取得部４１１と、被写体の撮像部位の情報を取得する撮像情報取得部４１２と、被写体の情報を取得する被写体情報取得部４１３と、予定画素値及び予定持続時間の少なくとも一方の情報を取得する撮像条件取得部４１４と、撮像部位の情報と、被写体の情報とに基づいて、注入プロトコルを生成するプロトコル生成部４１６とを備えている。そして、注入装置２は、生成装置４２３が生成した注入プロトコルを撮像装置３から受信し、受信した注入プロトコルに従って造影剤を注入する。

生成装置４２３は、記憶部４２４に実装されたプログラムに対応して各種処理を実行し、これにより各部が各種機能として論理的に実現される。この記憶部４２４は、生成装置４２３が動作するためのシステムワークメモリであるＲＡＭ、プログラム若しくはシステムソフトウェア等を格納するＲＯＭ、又はハードディスクドライブ等を有する。代替的に、生成装置４２３は、ＣＤ及びＤＶＤ等の可搬記録媒体、又はインターネット上のサーバー等の外部記憶媒体に記憶されたプログラムに従って各種処理を実行できる。

具体的には、オペレーターが注入装置２の電源をオンにした後に、注入ヘッド２１にシリンジを搭載すると、注入ヘッド２１の読取部２１３は、薬液情報を読み取って薬液情報取得部４１１に送る。そして、薬液情報取得部４１１は、読取部２１３から薬液情報を取得する。そして、プロトコル生成部４１６は、薬液情報取得部４１１が取得した薬液情報を記憶部４２４に一時的に記憶させる。

撮像装置３は、入力部４２６として、キーボード及びタッチパネル等のユーザインタフェースを有している。そして、オペレーターは、この入力部４２６を介して撮像部位を入力する。すると、撮像情報取得部４１２は、入力部４２６から撮像情報として撮像部位の名称を取得する。そして、プロトコル生成部４１６は、撮像情報取得部４１２が取得した撮像情報を記憶部４２４に一時的に記憶させる。代替的に、撮像情報取得部４１２は、記憶部４２４から予め記憶された撮像情報を取得することもできる。

続いて、オペレーターは、入力部４２６を介して被写体情報を入力する。すると、被写体情報取得部４１３は、入力部４２６を介して被写体情報を取得する。その後、プロトコル生成部４１６は、被写体情報取得部４１３が取得した被写体情報を記憶部４２４に一時的に記憶させる。代替的に、被写体情報取得部４１３は、記憶部４２４から予め記憶された被写体情報を取得することもできる。

プロトコル生成部４１６は、撮像部位の情報と被写体の情報とに基づいて、造影剤の注入プロトコルを第１実施形態と同様に計算によって生成する。代替的に、プロトコル生成部４１６は、撮像部位の情報と被写体の情報とに対応する注入プロトコルを記憶部４２４から読み出し、これにより注入プロトコルを生成してもよい。

注入プロトコルが生成されると、注入装置２の表示制御部１５は、プロトコル生成部４１６から注入プロトコルを受け取り、表示部としてのタッチパネル２６に表示させる。そして、オペレーターは、表示された注入プロトコルを確認し、注入プロトコルを変更する必要がない場合は、注入プロトコルの生成が終了する。その後、オペレーターは、タッチパネル２６に表示されたチェックボタン又は注入ヘッド２１の最終確認ボタンを押す。これにより、注入準備が完了して、注入装置２は注入可能状態で待機する。

記憶部４２４は、撮像部位の情報及び被写体の情報のそれぞれについて、少なくとも予定画素値又は予定持続時間を達成するような複数の注入プロトコルを記憶している。そして、プロトコル生成部４１６は、これらの中から、予定画素値又は予定持続時間を達成するような注入プロトコルを読み出すことにより、注入プロトコルを再生成できる。この場合、撮像条件取得部４１４は、入力部４２６を介して、予定画素値及び予定持続時間の少なくとも一方の情報を撮像条件として取得する。

以上説明した第２実施形態に基づいて生成された注入プロトコルによっても、被写体を撮像する際に、予定持続時間に渡って、画素値の変動が少ない状態で画素値を維持することができる。さらに、造影剤の注入量を増やさずに画素値の変動を抑制することができるので、被写体の負担を増加させずに画素値の変動を抑制することもできる。また、予定画素値又は予定持続時間を入力すれば、オペレーターが望む範囲の画素値又は持続時間を達成する注入プロトコルを生成できる。

なお、第２実施形態の撮像装置３がディスプレイ３３を備えている場合、注入装置２のタッチパネル２６に加えて又はこれに代えて、ディスプレイ３３が注入プロトコル等を表示しても良い。さらに、オペレーターは、入力部４２６に代えて、タッチパネル２６から撮像情報、被写体情報及び撮像条件（予定画素値又は予定持続時間）を入力できる。

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例は、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。

例えば、注入プロトコルの生成装置は、撮像装置３及び注入装置２と別体に構成することもできる。この場合、生成装置は注入装置２と有線又は無線で接続され、注入装置２は外部の生成装置が生成した注入プロトコルを受信する。そして、注入装置２は、受信した注入プロトコルに従って造影剤を注入する。また、本発明は、予定画素値を超える画素値を維持する注入プロトコルの生成には限定されない。例えば、予定画素値から所定の範囲内の画素値を維持する注入プロトコルを生成してもよい。

また、プロトコル生成部は、生成装置が受け取った補正情報に基づいて、生成した注入プロトコルを補正することもできる。この補正情報には、撮像部位毎の体重あたりヨード量、被写体の心拍及び拍出量、撮像装置のメーカー名、撮像方式、管電圧及び列数等の情報が含まれる。オペレーターは、タッチパネル２６を介してこの補正情報を入力することができる。さらに、生成装置は、外部サーバー又は撮像装置３から補正情報を取得することができる。

例えば、オペレーターが補正情報として被写体の拍出量を入力した場合、生成装置は入力部としてのタッチパネル２６を介して拍出量を受け取る。そして、プロトコル生成部は、拍出量が所定量以上である場合、造影剤の注入量を増やすために、注入速度又は注入時間を増加させるように、生成した注入プロトコルを補正する。逆に、拍出量が所定量未満である場合、プロトコル生成部は、造影剤の注入量を減らすために、注入速度又は注入時間を減少させるように、生成した注入プロトコルを補正する。

また、注入装置２又は撮像システム１００は、注入結果（注入履歴）に関する情報を、ネットワーク経由でＲＩＳ等の外部記憶装置に送信し記憶させることもできる。

２：注入装置、３：撮像装置、１２：撮像情報取得部、１３：被写体情報取得部、１４：撮像条件取得部、１６：プロトコル生成部、２１：注入ヘッド、２３：生成装置、２４：記憶部、１００：撮像システム、４２３：生成装置

Claims (9)

1. Ｘ線ＣＴ装置による被写体の撮影に用いられ、前記被写体の大動脈における造影剤の濃度を調整する注入プロトコルを生成する生成装置であって、
   前記被写体の情報を取得する被写体情報取得部と、
   前記被写体の情報に基づいて、前記造影剤の注入プロトコルを生成するプロトコル生成部と、を備え、
   前記注入プロトコルは、第１加速度で注入速度が線形に低下する第１フェーズと、前記第１フェーズに続くと共に、第２加速度で注入速度が線形に低下する第２フェーズとを含み、前記第２加速度の絶対値は前記第１加速度の絶対値より小さく設定され、前記第２フェーズの開始時の注入速度が前記第１フェーズの終了時の注入速度よりも高く設定され、前記第２フェーズにおける注入時間が前記第１フェーズにおける注入時間よりも長くなるように設定され、前記第２フェーズの開始時の注入速度が前記第１フェーズの開始時の注入速度よりも低くなるように設定され、かつ、前記第２フェーズにおける注入速度の変化量が前記第１フェーズにおける注入速度の変化量よりも小さくなるように設定されている、生成装置。
2. 前記プロトコル生成部は、前記第２フェーズにおける注入量が前記第１フェーズにおける注入量よりも少ないように前記注入プロトコルを生成する、請求項１に記載の生成装置。
3. 前記被写体情報取得部は、前記被写体の情報として前記被写体の体重を取得する、請求項１又は２に記載の生成装置。
4. 予定画素値及び予定持続時間の少なくとも一方の情報を取得する撮像条件取得部をさらに備え、
   前記プロトコル生成部は、前記予定画素値又は前記予定持続時間を達成するように前記注入プロトコルを生成する、請求項１から３のいずれか１項に記載の生成装置。
5. 複数の注入プロトコルを記憶した記憶部をさらに備え、
   前記プロトコル生成部は、前記記憶部から読み出すことにより、前記注入プロトコルを生成する、請求項１から４のいずれか１項に記載の生成装置。
6. 造影剤を注入する注入装置であって、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の生成装置と、
   注入プロトコルに従って前記造影剤を注入する注入ヘッドとを備える、注入装置。
7. 被写体を撮像するＸ線ＣＴ装置と、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の生成装置とを備える、撮像システム。
8. Ｘ線ＣＴ装置による被写体の撮影に用いられ、前記被写体の大動脈における造影剤の濃度を調整する注入プロトコルを生成する注入プロトコル生成方法であって、
   前記被写体の情報を取得する工程と、
   前記被写体の情報に基づいて、前記造影剤の注入プロトコルを生成する工程とを有し、
   前記注入プロトコルは、第１加速度で注入速度が線形に低下する第１フェーズと、前記第１フェーズに続くと共に、第２加速度で注入速度が線形に低下する第２フェーズとを含み、前記第２加速度の絶対値は前記第１加速度の絶対値より小さく設定され、前記第２フェーズの開始時の注入速度が前記第１フェーズの終了時の注入速度よりも高く設定され、前記第２フェーズにおける注入時間が前記第１フェーズにおける注入時間よりも長くなるように設定され、前記第２フェーズの開始時の注入速度が前記第１フェーズの開始時の注入速度よりも低くなるように設定され、かつ、前記第２フェーズにおける注入速度の変化量が前記第１フェーズにおける注入速度の変化量よりも小さくなるように設定されている、注入プロトコル生成方法。
9. Ｘ線ＣＴ装置による被写体の撮影に用いられ、前記被写体の大動脈における造影剤の濃度を調整する注入プロトコルを生成する注入プロトコル生成プログラムであって、前記造影剤の注入プロトコルを生成する生成装置を、
   前記被写体の情報を取得する被写体情報取得部、及び
   前記被写体の情報に基づいて、前記注入プロトコルを生成するプロトコル生成部として機能させ、
   前記注入プロトコルは、第１加速度で注入速度が線形に低下する第１フェーズと、前記第１フェーズに続くと共に、第２加速度で注入速度が線形に低下する第２フェーズとを含み、前記第２加速度の絶対値は前記第１加速度の絶対値より小さく設定され、前記第２フェーズの開始時の注入速度が前記第１フェーズの終了時の注入速度よりも高く設定され、前記第２フェーズにおける注入時間が前記第１フェーズにおける注入時間よりも長くなるように設定され、前記第２フェーズの開始時の注入速度が前記第１フェーズの開始時の注入速度よりも低くなるように設定され、かつ、前記第２フェーズにおける注入速度の変化量が前記第１フェーズにおける注入速度の変化量よりも小さくなるように設定されている、注入プロトコル生成プログラム。

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