Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、スキャン計画支援装置及びプログラム

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【発明の名称】	Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、スキャン計画支援装置及びプログラム
【発明者】	【氏名】塚越伸介【氏名】里村泰光
【要約】	【課題】Ｘ線コンピュータ断層撮影装置において、スキャン計画の視認性、操作性を向上すること。【構成】Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管１０１と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器１０３と、Ｘ線検出器の出力に基づいて画像を再構成する再構成装置１１４と、複数のスキャン条件のもとでスキャン制御される複数のスキャンエレメントが順序付けされてなるスキャンシーケンスを管電流又は線量指標の時間変化として表現するタイムチャートを含むスキャン計画画面のデータを発生するスキャン計画実行処理部２０１と、データに基づいてスキャン計画画面を表示する表示装置１１６とを具備する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器の出力に基づいて画像を再構成する再構成処理部と、
複数のスキャン条件のもとでスキャン制御される複数のスキャンエレメントが順序付けされてなるスキャンシーケンスを管電流又は他の線量指標の時間変化として表現するタイムチャートを含むスキャン計画画面のデータを発生するスキャン計画部と、
前記データに基づいて前記スキャン計画画面を表示する表示部とを具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】
前記スキャン計画部は、前記タイムチャート上における前記スキャンエレメントの表示態様をスキャンモードに応じて相違することを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】
前記スキャン計画部は、前記タイムチャート上における前記スキャンエレメントの表示色をスキャンモードに応じて相違することを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
前記スキャン計画画面には、前記スキャンシーケンスの表示形式を前記タイムチャートからテーブル形式に切り替えるためのコマンドボタンが含まれることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】
前記スキャン計画画面には、前記スキャンシーケンスの表示形式を前記テーブル形式から前記タイムチャートに切り替えるためのコマンドボタンが含まれることを特徴とする請求項４記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項６】
前記タイムチャートには、前記スキャンエレメントごとにスキャン条件の修正を指令するためのコマンドマーカが併記されることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項７】
前記タイムチャートには、前記スキャンエレメントごとに管電流の増減を操作するためのマーカが併記されることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項８】
前記タイムチャートには、前記スキャンエレメントごとにスキャン時間の増減を操作するためのマーカが併記されることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項９】
前記タイムチャートには、スキャン開始以後の時間経過とともに移動するラインマーカが重ねられることを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１０】
Ｘ線コンピュータ断層撮影のためのスキャン計画の立案を支援するためのスキャン計画支援装置において、
複数のスキャン条件のもとでスキャン制御される複数のスキャンエレメントが順序付けされてなるスキャンシーケンスを管電流又は線量指標の時間変化として表現するタイムチャートを含むスキャン計画画面のデータを発生するスキャン計画部と、
前記データに基づいて前記スキャン計画画面を表示する表示部とを具備することを特徴とするスキャン計画支援装置。
【請求項１１】
Ｘ線コンピュータ断層撮影のためのスキャン計画の立案を支援するために組まれたプログラムにおいて、
複数のスキャン条件のもとでスキャン制御される複数のスキャンエレメントが順序付けされてなるスキャンシーケンスのデータを入力する手段と、
前記データに基づいて前記スキャンシーケンスを管電流又は線量指標の時間変化として表現するタイムチャートを含むスキャン計画画面のデータを発生する手段と、
前記スキャン計画画面を表示する手段とをコンピュータに実現させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャン計画の支援機能を有するＸ線コンピュータ断層撮影装置、スキャン計画支援装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＸ線コンピュータ断層撮影装置におけるスキャン計画設定画面では、スキャン計画を構成する各要素が、テキストを主とした表形式で表示されていた。また、従来Ｘ線コンピュータ断層撮影装置では、Ｚ方向（体軸方向）に対して一度に撮影できる範囲が40ｍｍ程度と狭く、時系列撮影、いわゆるダイナミックスキャンはほとんど行なわれていなかった。
【０００３】
しかし、近年のＸ線コンピュータ断層撮影装置では、検出器の多列化および撮影時間の短縮化により、一度に様々な条件でスキャンを行なうことが一般化してきた。特に，例えば２５６列以上のスライス方向の幅の広い面検出器を用いたマルチスライスＣＴでは、スキャンモードの選択肢が格段に広がり、また著しい高速化を実現していることから、ダイナミック撮影、Ｓ＆Ｓスキャン、ヘリカルスキャンなど、より多くのスキャンをそのシーケンスとして一括して計画することが有用になってきた。
【０００４】
そのため、「表形式で表示されるスキャン計画」では、スキャン時間や管電流などのスキャン個々のスキャン条件についてはその操作性、視認性ともに良好ではあるが、スキャンの順番やそのインターバル等、スキャンシーケンス全体を直感的に明確に理解し難いことがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置において、スキャン計画の視認性、操作性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の局面において、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器の出力に基づいて画像を再構成する再構成処理部と、複数のスキャン条件のもとでスキャン制御される複数のスキャンエレメントが順序付けされてなるスキャンシーケンスを管電流又は線量指標の時間変化として表現するタイムチャートを含むスキャン計画画面のデータを発生するスキャン計画部と、前記データに基づいて前記スキャン計画画面を表示する表示部とを具備することを特徴とする。
本発明の第２の局面において、Ｘ線コンピュータ断層撮影のためのスキャン計画の立案を支援するためのスキャン計画支援装置は、複数のスキャン条件のもとでスキャン制御される複数のスキャンエレメントが順序付けされてなるスキャンシーケンスを管電流又は線量指標の時間変化として表現するタイムチャートを含むスキャン計画画面のデータを発生するスキャン計画部と、前記データに基づいて前記スキャン計画画面を表示する表示部とを具備することを特徴とする。
本発明の第３の局面において、線コンピュータ断層撮影のためのスキャン計画の立案を支援するために組まれたプログラムは、複数のスキャン条件のもとでスキャン制御される複数のスキャンエレメントが順序付けされてなるスキャンシーケンスのデータを入力する手段と、前記データに基づいて前記スキャンシーケンスを管電流又は線量指標の時間変化として表現するタイムチャートを含むスキャン計画画面のデータを発生する手段と、前記スキャン計画画面を表示する手段とをコンピュータに実現させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、スキャン計画の視認性、操作性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置で、１スライスの断層像データを再構成するには、被検体の周囲１周、約３６０°分の投影データが、またハーフスキャン法でも１８０°＋ビュー角分の投影データが必要とされる。いずれの再構成方式にも本発明を適用可能である。ここでは、ハーフスキャン法を例に説明する。また、入射Ｘ線を電荷に変換するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でＸ線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、Ｘ線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。Ｘ線検出素子としては、それらのいずれの方式を採用してもよいが、ここでは、前者の間接変換形として説明する。さらに、検出器の多列化が進み、最近では、４０列（４０セグメント）、さらにそれ以上の検出器が実用段階にある。本発明は、従来からあるシングルスライス型検出器はもちろん、マルチスライス型検出器を備えたＸ線コンピュータ断層撮影装置にも適用可能である。ここでは、シングルスライス型検出器を備えたＸ線コンピュータ断層撮影装置を例に説明する。
【０００９】
図１は本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示している。ガントリ１００は、Ｘ線管１０１と、例えば６４列又は２５６列といったいわゆる多列型（２次元アレイ型とも言う）のＸ線検出器１０３とを有する。Ｘ線管１０１とＸ線検出器１０３は、回転軸ＲＡまわりに回転可能に支持された円環状のフレーム１０２に搭載される。Ｘ線検出器１０３は、Ｘ線管１０１に対向する。フレーム１０２は、回転部１０７の駆動により例えば０．４秒／回転の高速で回転される。高電圧発生装置１０９からスリップリング１０８を経由してＸ線管１０１に管電圧が印加され、フィラメント電流が供給される。それによりＸ線管１０１からＸ線が発生される。Ｘ線検出器１０３は、被検体を透過したＸ線を検出する。
【００１０】
一般的にＤＡＳ(data acquisition system)と呼ばれているデータ収集回路１０４は、Ｘ線検出器１０３からチャンネルごとに出力される信号を電圧信号に変換し、増幅し、さらにディジタル信号に変換する。このデータ（生データ）は非接触データ伝送装置１０５を経由してガントリ１００の外部のコンソール内に収容された前処理装置１０６に送られ、そこで感度補正等の補正処理を受け、再構成処理の直前段階にあるいわゆる投影データとして記憶装置１１２に記憶される。
【００１１】
記憶装置１１２は、再構成装置１１４、表示装置１１６、入力装置１１５、スキャン計画支援装置２００とともに、データ／制御バスを介してシステムコントローラ１１０に接続される。スキャン計画支援装置２００は、撮影技師がスキャン計画を立案する作業を支援するための機能を備え、そのために、スキャン計画処理全体の動作制御及び各種演算処理を担うスキャン計画実行処理部２０１、複数のスキャン計画案のデータや立案されたスキャン計画のデータ等を記憶するためのスキャン計画記憶部２０７、後述するスキャン計画画面のデータを生成するためのスキャン計画画面生成処理部２０３、後述するスキャンシーケンスのタイムチャートを生成するタイムチャート生成処理部２０５を有している。
【００１２】
なお、ここで、単一のスキャン条件のもとで制御されるスキャンの動作単位をスキャンエレメントと称する。一検査は、複数のスキャンエレメントで構成される。一検査を構成する複数のスキャンエレメントは、順番付けされている。複数のスキャンエレメントには複数のスキャン条件がそれぞれ対応するが、複数のスキャン条件どうしは必ずしも相違するわけではなく、同一のスキャン条件が含まれている場合もある。
【００１３】
スキャン条件としては、スキャンの種類を区別するスキャンモード、管電圧、管電流、撮影視野の直径（Ｓ－ＦＯＶ）、再構成視野の直径（Ｄ－ＦＯＶ）、撮影スライス厚、再構成スライス厚、ヘリカルピッチ、スライス枚数、スキャン開始時点からの経過時間を表すスタートタイム、隣り合うスキャンエレメントの時間間隔を表す待ち時間、Ｓ＆Ｓ等においてスキャンエレメント内でのＸ線発生のインターバルを表す休止時間などの非常に多くの設定項目が含まれる。スキャンモードには、典型的には、スキャノ撮影、ダイナミックスキャン、Ｓ＆Ｓスキャン、ヘリカルスキャンが含まれる。
【００１４】
このようなスキャン条件の最適化は、広く且つ高度の専門的知識を必要とする難解なものであり、その設定を支援するために開発された専門的システムが、いわゆるスキャンエキスパートシステムであり、被検体の性別、年齢、体格に加えて、検査目的及び検査部位を入力すると、それに対応する１又は２以上のスキャンシーケンス案を提供することを主機能の一つとしている。このスキャンエキスパートシステムに、本実施形態のスキャン計画支援装置２００は相当する。このスキャン計画支援装置２００において特徴的で重要な機能の一つは、スキャン計画設定操作のための新規な画面を構成することにある。
【００１５】
図２に示すように、スキャン計画支援装置２００のスキャン計画画面生成処理部２０３が生成するスキャン計画画面には、複数のスキャンエレメント＃１～＃５がテーブル形式（表形式）で配列される。当該テーブルのメインカテゴリーには、
・スキャンエレメント番号、
・スタート種別（Start;手動(P)／自動(A)）、
・スキャン開始のトリガ操作がなされてからの各スキャンエレメントの経過時間に相当する開始時間（Start Time）、
・直前のスキャンエレメントの終了から当該スキャンエレメントの開始までのインターバルとしての待ち時間（Wait）、
・各スキャンエレメントのスキャン開始位置（Start Pos.）、
・各スキャンエレメントのスキャン終了位置（End Pos.）、
・スキャンの種類を区別するスキャンモード(Scan Mode)、
・スキャンエレメント内のスキャン回数(# of scans；スキャノモード、ダイナミックモード及びヘリカルモードでは、１、Ｃ１として表記され、それらはスキャンエレメント期間中継続的にＸ線を発生することを表している、Ｓ＆Ｓモードでは、Ｉ５等で表記され、そのＩ５は一定のインターバル（休止時間）を隔ててＸ線パルスを５回発生することを表している)、
・管電圧(kV)、
・管電流(mA)、
・再構成視野の直径（Ｄ－ＦＯＶ）、
・Ｘ線管が１回転するのに要するスキャン時間（回転時間ともいう、Rotation Time)、
・スキャン総時間（Total Scan Time；スキャノモード、ダイナミックモード及びヘリカルモードでは単純にＸ線を発生する時間幅で与えられ、Ｓ＆Ｓモードでは、回転時間にスキャン回数を乗じた時間に、休止時間に休止回数を乗じた時間を加えた合計時間で与えられる）
・撮影スライス厚(Thickness)
などの多くの項目が含まれ、それらは数値又は記号で表記される。上述したように、スキャンシーケンスを構成するスキャンエレメントの数が増加傾向にある現状では、スキャンエレメントを図２のようにテーブル形式で表記すると、スキャンシーケンス全体の時間的な流れが直感的に理解し難いという問題があった。
【００１６】
そこで、本実施形態では、図３に示すように、スキャン計画支援装置２００のタイムチャート生成処理部２０５において、複数のスキャン条件のもとでスキャン制御される複数のスキャンエレメントが順序付けされてなるスキャンシーケンスを、管電流又は線量指標の時間変化として表現するタイムチャートを発生し、それを含むスキャン計画画面のデータを発生する。
【００１７】
図２、図３に示すように、スキャン計画画面は、患者情報、ユーディリティ情報、Ｘ線管球の熱量限界、スキャノグラム等の基本情報とともに、スキャンシーケンスエリア３００が設けられている。このスキャンシーケンスエリア３００に、スキャンシーケンスを構成する複数のスキャンエレメント＃１～＃５が、表示形式切り替えボタン３０１の操作に従ってテーブル形式とタイムチャート形式とで選択的に配置される。
【００１８】
タイムチャートは、横軸が時間、縦軸が管電流（ｍＡ）で構成される。管電流（ｍＡ）は、線量を表す他の指標に代替え可能であり、当該他の指標としては、ｍＡｓ（スキャン時間の総管電流値を示す指標、検査計画で設定された管電流と実曝射時間により算出される）、ＣＴＤＩｗ（Computed Tomography Dose Index Weighted；単位スライス厚当りの曝射線量）、ＤＬＰ（Dose Length Product；総曝射線量）が例示される。
【００１９】
スキャンエレメント＃１～＃５は、タイムチャート上において、それぞれ図形Ｇ＃１～Ｇ＃５で表現される。図形Ｇ＃１～Ｇ＃５には、それぞれのスキャンモードが文字の態様で併記される。図形Ｇ＃１～Ｇ＃５各々は、それぞれの開始時刻からスキャン総時間を経過する時刻までの幅と、それぞれの管電流の値に応じた高さとを有する枠線（フレーム）ｆ１～ｆ５を有する。スキャノモード、ダイナミックモード又はヘリカルモードに対応するフレームｆ１、ｆ２はその内部全域がそれぞれのスキャンモードに応じた表示態様で塗りつぶしされる。例えば表示色、ハッチングがスキャンモードに応じて使い分けられる。Ｓ＆Ｓモードでは、フレームｆ３、ｆ４、ｆ５内には、それぞれスキャン数に対応する数のポストＰが配置される。ポストＰは、スキャン時間に応じた幅を有し、それぞれのスキャンモードに応じた表示態様で塗りつぶしされる。ポストＰは、休止時間に応じたインターバルを隔てて配置される。
【００２０】
これら図形Ｇ＃１～Ｇ＃５のフレームｆ１～ｆ５にポインタをマウス等のポインティングデバイスで合わせて、移動することで、スキャン開始時間を変更し、またスキャンエレメントの順番を入れ替える等の操作をすることができる。図形Ｇ＃１～Ｇ＃５のフレームｆ１～ｆ５の左右それぞれには、スキャン時間を延長し又は短縮するためのツールボタンＴＢ１が併記される。マウス等のポインティングデバイスでにポインタをツールボタンＴＢ１に合わせ、ドラッグしたまま左右に移動することで当該スキャンエレメントのスキャン時間を延長し又は短縮することができる。図形Ｇ＃１～Ｇ＃５のフレームｆ１～ｆ５の上部には、管電流を高低調整するためのツールボタンＴＢ２が併記される。マウス等のポインティングデバイスでにポインタをツールボタンＴＢ２に合わせ、ドラッグしたまま上下に移動することで当該スキャンエレメントの管電流を高低調整することができる。Ｓ＆Ｓモードでは、フレームｆ３、ｆ４、ｆ５内のポストＰにマウス等のポインティングデバイスでにポインタを合わせ、ドラッグしたまま左右に移動することで休止時間を長短調整することができる。
【００２１】
また、図形Ｇ＃１～Ｇ＃５のフレームｆ１～ｆ５内の任意の位置でマウスの右ボタン操作等の特定操作をすることにより、図４に示すような詳細設定ウインドウがポップアップされる。この詳細設定ウインドウには、管電圧(kV)、管電流(mA)、スキャン時間（回転時間)、再構成視野の直径（Ｄ－ＦＯＶ）、実効ｍＡｓ、スキャン総時間等の項目の入力ボックスが含まれ、各項目を数値入力することができる。
【００２２】
また、図５に示すように、当該画面のスキャンシーケンスエリアの下部には、スキャンエレメント単位で、複写し（copy）、追加し（New Scan）、削除(Delete)の各コマンドボタンが装備される。これらコマンドボタンを操作することにより、例えば図５に示すようにヘリカルスキャンモードのスキャンエレメントを追加することができる。
【００２３】
このように本実施形態では、単一の検査（スキャンシーケンス）の全体がタイムチャートとして視覚的に図形で表現されることにより、操作者はスキャンシーケンスを直感的に理解することが容易になり、スキャン計画の視認性を向上することができる。また、タイムチャート上で図形を操作することでスキャンエレメントのスキャン条件を個々に変更し、またスキャンエレメント相互の順番等を変更し、さらにスキャンエレメントの複写、追加、削除を行うことができるので、操作性の向上が期待できる。
【００２４】
なお、スキャントリガが押されて、実際にスキャンが開始された以後も、図６に例示するように、タイムチャートが表示され、当該タイムチャート上に、システムコントローラ１１０からのスキャン制御信号に従ってスキャン計画画面生成処理部２０３により現在時点に対応するラインマーカが重畳される。このラインマーカは時間経過とともにタイムチャート上を移動するので、撮影技師はスキャンの進行状況や次のスキャンのスキャン条件等を直感的に一目で理解することができる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態によるＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図。
【図２】図１のスキャン計画実行処理部により発生されたるテーブル形式のスキャンシーケンスを含むスキャン計画画面の一例を示す図。
【図３】図１のスキャン計画実行処理部により発生されたるタイムチャート形式のスキャンシーケンスを含むスキャン計画画面の一例を示す図。
【図４】図３のタイムチャート上で所定操作をすることによりポップアップされるスキャン条件詳細設定用のウインドウを示す図。
【図５】本実施形態において、スキャンエレメントを追加操作したタイムチャートを示す図。
【図６】本実施形態において、タイムチャート上に重ねられる、スキャン開始以後の時間経過とともに移動するラインマーカを示す図。
【符号の説明】
【００２７】
１００…ガントリ、１０１…Ｘ線管、１０２…回転フレーム、１０３…６４列Ｘ線検出器、１０４…データ収集回路、１０５…非接触データ伝送装置、１０６…前処理装置、１０７…回転部、１０８…スリップリング、１０９…高電圧発生装置、１１０…システムコントローラ、１１２…記憶装置、１１４…再構成装置、１１５…入力装置、１１６…表示装置、２００…スキャン計画支援装置、２０１…スキャン計画実行処理部、２０３…スキャン計画画面発生処理部、２０５…タイムチャート発生処理部、２０７…スキャン計画記憶部。

【出願人】	【識別番号】０００００３０７８【氏名又は名称】株式会社東芝【識別番号】５９４１６４５４２【氏名又は名称】東芝メディカルシステムズ株式会社【識別番号】５９４１６４５３１【氏名又は名称】東芝医用システムエンジニアリング株式会社
【出願日】	平成１８年８月２５日（２００６．８．２５）
【代理人】	【識別番号】１０００５８４７９【弁理士】【氏名又は名称】鈴江武彦【識別番号】１０００９１３５１【弁理士】【氏名又は名称】河野哲【識別番号】１０００８８６８３【弁理士】【氏名又は名称】中村誠【識別番号】１００１０８８５５【弁理士】【氏名又は名称】蔵田昌俊【識別番号】１０００７５６７２【弁理士】【氏名又は名称】峰隆司【識別番号】１００１０９８３０【弁理士】【氏名又は名称】福原淑弘【識別番号】１０００８４６１８【弁理士】【氏名又は名称】村松貞男【識別番号】１０００９２１９６【弁理士】【氏名又は名称】橋本良郎
【公開番号】	特開２００８－４８９５６（Ｐ２００８－４８９５６Ａ）
【公開日】	平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【出願番号】	特願２００６－２２９２１１（Ｐ２００６－２２９２１１）