JP4680293B2 - キセノンct装置、動脈血速度定数決定方法及び血流量算出方法 - Google Patents
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Description
被検体にキセノンガスを供給するガス供給装置と、前記被検体の被検査部位のキセノン濃度(以下、被検査部位キセノン濃度という。)C(t)を得るために前記被検査部位のCT画像データを取得するX線CT装置本体と、前記CT画像データに基づいて前記被検査部位キセノン濃度C(t)を求めると共に、該被検査部位キセノン濃度C(t)に基づいて前記被検査部位の血流量f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、
前記データ処理装置は、
前記被検査部位キセノン濃度C(t)の経時変化から前記被検体の動脈中の血流のキセノン濃度(動脈キセノン濃度)Ca(t)の速度定数(以下、動脈血速度定数という。)Kaを決定する場合に、前記被検査部位キセノン濃度C(t)の経時変化に応じた前記CT画像データの値(以下、CT値という。)ΔCTと、最小自乗法により得られた該CT値ΔCTの近似曲線との誤差dの自乗d2の平均(以下、自乗誤差平均という。)が最小となるときの前記被検査部位キセノン濃度C(t)の速度定数(以下、被検査部位速度定数という。)K、前記動脈血速度定数Ka及びキセノン分配係数λを求めるパラメータ決定手段と、
前記パラメータ決定手段で求めた前記被検査部位速度定数K及び前記キセノン分配係数λを用いて前記被検査部位の血流量fを求める血流量算出手段と、
を有することを特徴としている。
被検体の被検査部位のCT画像データを取得し、取得した前記CT画像データに基づいて前記被検査部位のキセノン濃度(被検査部位キセノン濃度)C(t)を求め、求めた前記被検査部位キセノン濃度C(t)の経時変化から前記被検体の動脈中の血流のキセノン濃度(動脈キセノン濃度)Ca(t)の速度定数(動脈血速度定数)Kaを決定する場合に、
前記被検査部位キセノン濃度C(t)の経時変化に応じた前記CT画像データの値(CT値)ΔCTと、最小自乗法により得られた該CT値ΔCTの近似曲線との誤差dの自乗d2の平均が最小となるときの前記被検査部位キセノン濃度C(t)の速度定数(被検査部位速度定数)K、前記動脈血速度定数Ka及びキセノン分配係数λを求めることにより、該動脈血速度定数Kaを決定することを特徴としている。
前記画素毎に、前記動脈キセノン濃度Ca(t)が飽和状態になったときの値(以下、飽和キセノン濃度という。)Aaと、前記CT値ΔCTに基づき求めた前記被検査部位キセノン濃度C(t)とをKety−Schmidt式に代入して、前記自乗誤差平均が最小となるときの前記動脈血速度定数Kaを求め、
求めた前記画素毎の前記動脈血速度定数Kaの平均値(以下、Ka代表値という。)を算出し、
前記画素毎に、前記Ka代表値と、前記飽和キセノン濃度Aaと、前記被検査部位キセノン濃度C(t)とを前記Kety−Schmidt式に代入して、前記自乗誤差平均が最小となるときの前記被検査部位速度定数K及び前記キセノン分配係数λを求める処理を行う。
Ca(t)=Aa×[exp{−Ka×(t−τ)}
−exp(−Ka×t)] (1)
C(t)=K×λ×∫Ca(x)×exp{−K×(t−x)}dx
(2)
C(t)=Aa×K×λ×∫[exp{−Ka×(x−τ)}
−exp(−Ka×t)]×exp{−K×(t−x)}dx
(3)
EMS=Σdi2/n (4)
C(t)=F(K、λ、Ka;t) (5)
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
28…X線管 30…検出器
48…キセノン濃度測定センサ 50…コンピュータ
52…操作コンソール 54…脳
56…表示装置 130…データ処理手段
132…ROIデータ抽出手段 134パラメータ決定手段
136…パラメータ記憶手段 138…血流量算出手段
140…出力処理手段
Claims (11)
- 被検体にキセノンガスを供給するガス供給装置と、
前記被検体の被検査部位のキセノン濃度(以下、被検査部位キセノン濃度という。)C(t)(t:時間であり変数)を得るために前記被検査部位のCT画像データを取得するX線CT装置本体と、
前記CT画像データに基づいて前記被検査部位キセノン濃度C(t)を求めると共に、該被検査部位キセノン濃度C(t)に基づいて前記被検査部位の血流量f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、
前記データ処理装置は、
前記被検査部位キセノン濃度C(t)の経時変化から前記被検体の動脈中の血流のキセノン濃度(以下、動脈キセノン濃度という。)Ca(t)の速度定数(以下、動脈血速度定数という。)Kaを決定する場合に、前記被検査部位キセノン濃度C(t)の経時変化に応じた前記CT画像データの値(以下、CT値という。)ΔCTと、最小自乗法により得られた該CT値ΔCTの近似曲線との誤差dの自乗d2の平均(以下、自乗誤差平均という。)が最小となるときの前記被検査部位キセノン濃度C(t)の速度定数(以下、被検査部位速度定数という。)K、前記動脈血速度定数Ka及びキセノン分配係数λを求めるパラメータ決定手段と、
前記パラメータ決定手段で求めた前記被検査部位速度定数K及び前記キセノン分配係数λを用いて前記被検査部位の血流量fを求める血流量算出手段と、
を有する
ことを特徴とするキセノンCT装置。 - 請求項1記載の装置において、
前記データ処理装置は、前記X線CT装置本体が撮影した前記被検体の断層画像中、前記CT画像データの前記CT値ΔCTを抽出し、抽出した前記CT値ΔCTを前記パラメータ決定手段に出力するデータ抽出手段をさらに有する
ことを特徴とするキセノンCT装置。 - 請求項2記載の装置において、
前記パラメータ決定手段は、前記CT画像データに含まれる画素毎に、前記自乗誤差平均が最小となるときの前記被検査部位速度定数K、前記動脈血速度定数Ka及び前記キセノン分配係数λを求め、
前記血流量算出手段は、前記画素毎に、前記被検査部位速度定数K及び前記キセノン分配係数λを用いて前記血流量fを求める
ことを特徴とするキセノンCT装置。 - 請求項3記載の装置において、
前記動脈血速度定数Ka及び/又は前記血流量fの分布図を表示する表示装置をさらに有する
ことを特徴とするキセノンCT装置。 - 請求項4記載の装置において、
前記パラメータ決定手段は、
前記画素毎に、前記動脈キセノン濃度Ca(t)が飽和状態になったときの値(以下、飽和キセノン濃度という。)Aaと、前記CT値ΔCTに基づき求めた前記被検査部位キセノン濃度C(t)とをKety−Schmidt式に代入して、前記自乗誤差平均が最小となるときの前記動脈血速度定数Kaを求め、
求めた前記画素毎の前記動脈血速度定数Kaの平均値(以下、Ka代表値という。)を算出し、
前記画素毎に、前記Ka代表値と、前記飽和キセノン濃度Aaと、前記被検査部位キセノン濃度C(t)とを前記Kety−Schmidt式に代入して、前記自乗誤差平均が最小となるときの前記被検査部位速度定数K及び前記キセノン分配係数λを求める
ことを特徴とするキセノンCT装置。 - 請求項5記載の装置において、
前記パラメータ決定手段は、前記動脈血速度定数Kaを求めたときの被検査部位速度定数Kと前記動脈血速度定数Kaとの差の絶対値が0.01min−1以下、且つ、前記自乗誤差平均が1未満である画素の動脈血速度定数Kaを用いて前記Ka代表値を算出する
ことを特徴とするキセノンCT装置。 - 請求項6記載の装置において、
前記パラメータ決定手段は、前記絶対値が0.01min−1以下且つ前記自乗誤差平均が1未満である画素を、前記動脈血速度定数Kaの分布図の作成が可能な有効画素と判定し、前記有効画素の数が所定数を下回る場合に、該分布図の表示を禁止するための禁止情報を生成する
ことを特徴とするキセノンCT装置。 - 請求項7記載の装置において、
前記パラメータ決定手段は、前記禁止情報を生成した際に、前記Ka代表値の算出処理と、前記自乗誤差平均が最小となるときの被検査部位速度定数K及びキセノン分配係数λを求める処理とを休止し、
前記血流量算出手段は、前記禁止情報に基づいて、前記血流量fを求める処理を休止し、
前記表示装置は、前記禁止情報に基づいて、前記分布図の表示を休止する
ことを特徴とするキセノンCT装置。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の装置において、
前記被検査部位は、前記被検体内の組織のうち、肝臓以外の組織である
ことを特徴とするキセノンCT装置。 - 被検体の被検査部位のCT画像データを取得し、取得した前記CT画像データに基づいて前記被検査部位のキセノン濃度(以下、被検査部位キセノン濃度という。)C(t)(t:時間であり変数)を求め、求めた前記被検査部位キセノン濃度C(t)の経時変化から前記被検体の動脈中の血流のキセノン濃度(以下、動脈キセノン濃度という。)Ca(t)の速度定数(以下、動脈血速度定数という。)Kaを決定する場合に、
前記被検査部位キセノン濃度C(t)の経時変化に応じた前記CT画像データの値(以下、CT値という。)ΔCTと、最小自乗法により得られた該CT値ΔCTの近似曲線との誤差dの自乗d2の平均が最小となるときの前記被検査部位キセノン濃度C(t)の速度定数(以下、被検査部位速度定数という。)K、前記動脈血速度定数Ka及びキセノン分配係数λを求めることにより、該動脈血速度定数Kaを決定する
ことを特徴とする動脈血速度定数決定方法。 - 請求項10記載の方法により求めた前記被検査部位速度定数K及び前記キセノン分配係数λを用いて前記被検査部位の血流量fを求める
ことを特徴とする血流量算出方法。
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