JP5433299B2 - 医用画像診断装置 - Google Patents

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Description

この発明は、被検体に造影剤を注入した状態で撮影を行う医用画像診断装置に関する。
動脈瘤や血管閉塞といった、血管やその周辺臓器における病変を発見する方法として、ＣＴＡ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ：コンピュータ断層撮影血管造影法）がある。通常のＸ線ＣＴ装置によって得られた画像は、臓器や血管などの軟部組織におけるＸ線吸収値が小さく、低コントラストの画像となってしまう。従って、通常のＸ線ＣＴ装置で得られた画像では、これらの部位に関して満足な診断を行うことは困難である。これに対して、ＣＴＡは、Ｘ線吸収値が高い造影剤を被検体に注入して、注目する血管のＸ線吸収値が増加している状態で撮影を行う方法である。このＣＴＡによって、コントラストを高めて、明瞭な臓器の像を得ることが可能となる。
従来技術として、被検体に注入された造影剤の濃度に応じて、Ｘ線ＣＴ装置による撮影開始のタイミングを計る技術がある（例えば特許文献１）。この従来技術では、造影剤注入装置（インジェクター）によって被検体に造影剤を注入し、被検体の関心領域における造影剤の濃度を監視する。そして、関心領域における造影剤の濃度が閾値を超えると、Ｘ線ＣＴ装置によって撮影を自動的に開始する。この技術によると、操作者は造影開始の指示を撮影装置に与えるだけで、撮影装置が造影剤の濃度に従って撮影のタイミングを計って、自動的に撮影を開始することが可能となる。
従来技術に係る造影剤の濃度に応じた撮影開始のタイミングについて、図６を参照して説明する。図６は、従来技術における造影剤の濃度に応じた撮影開始のタイミングを説明するための図であり、被検体の関心領域における造影剤の濃度変化を表すグラフである。
被検体内に注入された造影剤は血流に乗って体内を移動し、目的臓器に達する。Ｘ線ＣＴ装置による造影剤撮影では、造影剤が目的臓器に流入しているタイミングを計ってスキャン（以下、「本スキャン」と称する場合がある）を開始し、画像データを取得する。
従来においては、本スキャンの前に、造影剤が注入された被検体の関心領域（ＲＯＩ）における造影剤濃度の変化を観察するためのスキャン（以下、「プレップスキャン」（準備スキャン）と称する場合がある）を実行する場合がある。このプレップスキャンは、被検体のＸ線投影データを収集しながら画像再構成を行い、スキャンを行いながらリアルタイムに画像データを生成するスキャン方法である。そして、このプレップスキャンにより得られた画像データに基づいて、関心領域における造影剤の濃度を判断し、造影剤濃度がある程度高くなった時点で、プレップスキャンを中止して本スキャンを自動的に開始する。この場合、関心領域内のＣＴ値（造影剤濃度）が閾値以上になると、自動的に本スキャンを開始する。
ここで、造影剤の濃染の時間変化を表す曲線を、Ｔｉｍｅ−Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｃｕｒｖｅ（以下、「ＴＤＣ」と称する）と称する。例えば、関心領域内のＣＴ値の時間変化を表す曲線をＴＤＣとする。ＴＤＣにおいては、組織に造影剤が流入した場合に、その組織におけるＣＴ値が大きくなる。そのため、ＣＴ値の大きさが造影剤の濃染の状態を表している。
図６に、関心領域におけるＣＴ値の時間変化を表すＴＤＣの１例を示す。図６において、横軸は時間ｔを示し、縦軸はＣＴ値（画素値）を示している。図６に示すＴＤＣ５００のように、被検体に造影剤を注入した直後においては、関心領域には造影剤は流入しないため、関心領域内におけるＣＴ値は低い。さらに時間が経過すると、造影剤が関心領域に流入してＣＴ値が変化（増加）する。この関心領域におけるＣＴ値が所定の閾値以上になると、目的臓器にも造影剤が流入していると考えられるため、この時点で本スキャンを開始する。図６においては、時間Ｔ０で関心領域におけるＣＴ値が閾値以上になるため、時間Ｔ０で本スキャンを開始する。これにより、自動的に本スキャンが開始され、造影剤が目的臓器に流入したタイミングで撮影を開始することが可能となる。そして、予め設定された所定時間の間、本スキャンを実行することで、造影剤が流入した目的臓器を表すＣＴ画像データを取得する。本スキャンを開始する時間Ｔ０から所定時間経過後の時間Ｔ１まで本スキャンを実行し、時間Ｔ１で本スキャンを終了する。
特開２００７−１４３８８０号公報
しかしながら、従来技術に係る方法においては、造影剤の注入開始と本スキャン開始とを制御するのみで、本スキャンの途中で、ＴＤＣに基づいて造影剤の注入量や注入圧（注入速度）の制御を行っていなかった。また、従来においては、本スキャン終了に応じて、造影剤を終了させる制御を行っていなかった。例えば図６に示すように、本スキャンが終了した時間Ｔ１以降においても、造影剤を被検体に注入し続けていた。このように、本スキャンが終了したにもかかわらず、被検体に造影剤を注入し続けているため、造影剤を無駄に注入し、患者に負担をかけることになっていた。
また、造影剤注入による造影剤の濃度変化（ＣＴ値の時間変化）は、患者の体重や疾患などによって大きく異なる。すなわち、造影剤の注入開始から目的臓器に造影剤が流入するまでの時間が、患者や疾患の種類によって異なる。従来においては、本スキャンの途中で、造影剤の注入量や注入圧を制御していなかったため、時間Ｔ０で本スキャンを開始しても、患者や疾患の種類によって、造影効果が高くなる（ＣＴ値が高くなる）前に本スキャンが終了してしまうことがあった。この場合、造影効果が高い状態で本スキャンを完了することができないため、所望のコントラストを有する画像データを取得することが困難であった。このような場合は、再度撮影を行う必要があるため、患者に負担をかけることになっていた。
この発明は上記の問題点を解決するものであり、関心領域における造影剤濃度の時間変化に応じて被検体への造影剤の注入を制御することにより、所望の造影効果が得られるタイミングで撮影することが可能な医用画像診断装置を提供することを目的とする。
請求項１に記載の発明は、被検体に所定の注入速度で造影剤を注入する造影剤注入手段と、前記造影剤が注入された前記被検体に対しＸ線を照射する照射手段と、前記被検体を透過したＸ線を検出する２次元の検出器とを含み、それらの撮影位置を変更しないで連続して撮影することで、撮影された時間がそれぞれ異なる複数の画像データを取得する画像取得手段と、前記画像取得手段によって順次取得された各画像データに対して設定された関心領域内の画素値を、それぞれの画像データについて求める画素値算出手段と、前記各画像データにおける画素値の時間変化に基づいて、前記造影剤注入手段による前記造影剤の注入が開始された時点から所定時間経過後の目標到達時間に、前記画素値が所定の目標画素値に到達するように前記注入速度を変えて、前記造影剤注入手段に前記造影剤を注入させる注入制御手段と、を有することを特徴とする。
この発明によると、関心領域内の画素値に応じて造影剤の注入を制御することにより、所望の造影効果が得られるタイミングで撮影することが可能となる。また、関心領域内の画素値が停止閾値以上になった場合、又は、画素値の時間変化がピークを形成した時点で、造影剤の注入を停止することで、造影剤の無駄な注入を抑制することが可能となる。
この発明の実施形態に係る医用画像診断装置を示すブロック図である。 この発明の実施形態における造影剤の濃度に応じた撮影開始及び撮影終了のタイミングを説明するための図であり、被検体の関心領域における造影剤の濃度変化を表すグラフである。 この発明の実施形態における造影剤の濃度に応じた撮影開始及び撮影終了のタイミングを説明するための図であり、被検体の関心領域における造影剤の濃度変化を表すグラフである。 この発明の実施形態における造影剤の濃度変化に応じた注入速度を求める処理を説明するための図であり、被検体の関心領域における造影剤の濃度変化を表すグラフである。 この実施形態に係る医用画像診断装置による動作を説明するためのフローチャートである。 従来技術における造影剤の濃度に応じた撮影開始のタイミングを説明するための図であり、被検体の関心領域における造影剤の濃度変化を表すグラフである。
この発明の実施形態に係る医用画像診断装置について、図１を参照して説明する。図１は、この発明の実施形態に係る医用画像診断装置を示すブロック図である。
この実施形態に係る医用画像診断装置は、架台装置１と、コンソール部２と、寝台装置４と、造影剤注入装置５（インジェクター）とを備えている。架台装置１と、コンソール部２と、寝台装置４とによってＸ線ＣＴ装置が構成されている。
（造影剤注入装置５）
造影剤注入装置５は、被検体に造影剤を自動的に注入するための装置である。造影剤注入装置５は、被検体に造影剤を注入するための注入ヘッド５１と、この注入ヘッド５１の動作を制御するための注入制御部５２とを備えている。例えば、注入ヘッド５１は、造影剤を充填するためのシリンダーを有している。注入制御部５２は、操作入力部２７から受けた注入条件に従って注入ヘッド５１を制御する。注入ヘッド５１は、予め設定された造影条件（造影剤の注入量、注入圧（注入速度））に従って、空気圧、モータ、又は油圧などの動力を用いて、シリンダー内の造影剤を被検体に注入する。１例として、注入ヘッド５１は注入制御部５２の制御の下、総量が１００ｍｌの造影剤を３ｍｌ／ｓｅｃの注入速度（注入圧）で被検体に注入する。なお、注入ヘッド５１が、この発明の「造影剤注入手段」の１例に相当し、注入制御部５２が、この発明の「注入制御手段」の１例に相当する。
（Ｘ線ＣＴ装置）
Ｘ線ＣＴ装置の架台装置１は、Ｘ線管球１２及びＸ線検出器１３を格納した回転架台（ガントリ）を備え、被検体に関するＸ線投影データを収集する。そのＸ線投影データはコンソール部２に出力され、画像再構成処理などの処理に供される。なお、Ｘ線ＣＴ装置が、この発明の「画像取得手段」の１例に相当する。
架台装置１には、Ｘ線管球１２と、そのＸ線管球１２と対になるＸ線検出器１３とが設けられている。Ｘ線検出器１３は、例えば１０００チャンネルの検出素子を１例に並べて構成しても良いし、検出素子を互いに直交する２方向（スライス方向とチャンネル方向）それぞれにアレイ状に複数配列し、これにより２次元のＸ線検出器を構成しても良い。また、高電圧発生部１１はスキャン制御部２８からの制御信号に従って、Ｘ線を照射させるための高電圧をＸ線管球１２に供給する。
Ｘ線検出器１３にはデータ収集部（ＤＡＳ）１４が設けられている。データ収集部１４は、Ｘ線検出器１３の各検出素子と同様にアレイ状に配列されたデータ収集素子を有し、Ｘ線検出器１３により検出されたＸ線（検出信号）を、スキャン制御部２８から出力されたデータ収集制御信号に対応させて収集する。この収集されたデータがＸ線投影データである。そして、データ収集部１４はＸ線検出器１３の各チャンネルの電気信号を電圧に変換し、増幅してデジタル信号に変換する。
そして、Ｘ線管球１２から照射され被検体を透過したＸ線はＸ線検出器１３で検出され、その検出信号はデータ収集部１４で増幅され、デジタル信号に変換されてＸ線投影データとして収集される。Ｘ線管球１２、Ｘ線絞り（図示しない）、Ｘ線検出器１３、及びデータ収集部１４は、図示しない回転架台に一体的に固定されている。
架台駆動部１５は、スキャン制御部２８から出力された架台制御信号に基づいて、図示しない回転架台を回転させる。これにより、回転架台は回転中心を中心として回転させられる。
（コンソール部２）
コンソール部２は、前処理部２１、再構成処理部２２、画像記憶部２３、画像処理部２４、表示制御部２５、表示部２６、操作入力部２７、スキャン制御部２８、ＣＴ値算出部３０、第２ＣＴ値監視部３１、及び、パラメータ決定部３２を備えている。
前処理部２１は、データ収集部１４から出力されたデータに対して、感度補正やＸ線強度補正などを施す。前処理部２１にて感度補正などの処理が施されたＸ線投影データは、再構成処理部２２に出力される。
再構成処理部２２は、前処理部２１にて感度補正が施されたＸ線投影データを逆投影処理することにより画像データを再構成する。これにより、被検体を表す画像データが生成される。再構成処理部２２から出力された画像データは、画像記憶部２３にて一時的に保持される。
画像処理部２４は、操作入力部２７にて入力された操作者の指示に従って、画像データに対して様々な画像処理を施す。画像処理部２４は、例えばボリュームレンダリング処理やＭＰＲ処理などの処理を施すことで、３次元画像データやＭＰＲ画像データ（任意断面における画像データ）を生成して表示制御部２５に出力する。表示制御部２５は、画像処理部２４から出力された画像データに基づく画像を、液晶ディスプレイやＣＲＴなどの表示部２６に表示させる。
スキャン制御部２８は、スキャンに際して、回転架台を一定の速度で安定的に回転させるために、架台駆動部１５に回転制御信号を供給する。また、スキャン制御部２８は、Ｘ線発生を制御するＸ線発生制御信号を高電圧発生部１１に出力し、Ｘ線の検出のタイミングを示す検出制御信号をデータ収集部１４に出力する。
寝台装置４は、寝台４１と寝台駆動部４２とを備えている。寝台４１は、被検体を載置するための寝台天板と、寝台天板を支持する寝台基台とを備えている。寝台天板は、寝台駆動部４２により被検体の体軸方向（スライス方向）に移動可能となっている。寝台基台は、寝台駆動部４２により寝台天板を上下方向に移動させることが可能となっている。
また、操作入力部２７は、操作者が例えば本スキャン条件やプレップスキャン条件などの様々な情報や各種の指示を入力するために設けられている。
以上のように構成されたＸ線ＣＴ装置は、スキャン制御部２８の制御の下で、回転架台を回転させながらＸ線投影データを収集する。１例として、Ｘ線ＣＴ装置は、プレップスキャンを実行することで本スキャンを開始するタイミングを計り、適切なタイミングで本スキャンを実行する。
なお、スキャンに先立って、撮影スライスの位置決めや、プレップスキャン条件（管電圧、管電流、スキャン時間など）、本スキャン条件（管電圧、管電流、スキャン時間など）、及び、プレップ条件（本スキャン開始の条件（ＣＴ値の閾値など））の設定が行われる。これらの設定条件は、コンソール部２に設けられた図示しない記憶部に記憶される。
プレップスキャンを実行する場合、スキャン制御部２８の制御の下、プレップスキャン条件に従ってプレップスキャンが行われる。すなわち、位置決めされたスライスに関してＸ線管球１２及びＸ線検出器１３が被検体の周囲を連続的に回転しながら、プレップスキャン条件に従ってＸ線管球１２からＸ線が発生され、データ収集が繰り返される。
そして、プレップスキャンと並行して、スキャン制御部２８は、再構成処理部２２を制御して、プレップスキャンにより得られたＸ線投影データに基づいて断層像データ（以下、「監視用画像データ」と称する場合がある）を再構成させる。
（ＣＴ値算出部３０）
ＣＴ値算出部３０は、再構成処理部２２によって生成された画像データを受けて、その画像データに基づいて、予め設定された関心領域（ＲＯＩ）に含まれる複数画素のＣＴ値を求める。例えば、ＣＴ値算出部３０は、関心領域（ＲＯＩ）に含まれる複数画素のＣＴ値の和を求めたり、その平均値を求めたりする。なお、ＣＴ値算出部３０が、この発明の「画素値算出手段」の１例に相当する。この実施形態では、画素値の１例としてＣＴ値を求めるが、ＣＴ値の代わりに画像のＳＤ値（標準偏差値）を求めても良い。
関心領域（ＲＯＩ）は、操作者が操作入力部２７を用いて、画像上の任意の位置に設定される。例えば、表示制御部２５は、再構成処理部２２によって生成された画像データに基づく画像を表示部２６に表示させる。操作者は操作入力部２７によって、表示部２６に表示されている画像上の所望の領域を指定する。例えば、操作者は操作入力部２７によって、注目部位を囲む範囲を指定する。操作者によって指定された範囲が、関心領域（ＲＯＩ）としてＣＴ値算出部３０に設定される。そして、ＣＴ値算出部３０は、その関心領域（ＲＯＩ）に含まれる複数画素のＣＴ値を求める。以下、関心領域（ＲＯＩ）に含まれる複数画素のＣＴ値を、「関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値」と省略する場合がある。
例えば、ＣＴ値算出部３０は、プレップスキャンを実行することで順次得られた監視用画像データに基づいて、予め設定された関心領域（ＲＯＩ）に含まれる複数画素のＣＴ値を、各監視用画像データについて求める。これにより、ＣＴ値算出部３０は、関心領域内のＣＴ値を時系列に沿って求める。以下、プレップスキャンによって得られた監視用画像データに対して設定される関心領域（ＲＯＩ）を、監視用関心領域（監視用ＲＯＩ）と称することにする。ＣＴ値算出部３０は、各時間における監視用ＲＯＩに含まれる複数画素のＣＴ値を第１ＣＴ値監視部２９に出力する。以下、監視用ＲＯＩに含まれる複数画素のＣＴ値を、「監視用ＲＯＩ内のＣＴ値」と省略する場合がある。
そして、第１ＣＴ値監視部２９は、プレップスキャンに先立って設定された閾値（プレップ条件）と、監視用ＲＯＩ内のＣＴ値とを比較し、監視用ＲＯＩ内のＣＴ値が閾値以上となったか否かを判断する。第１ＣＴ値監視部２９は、監視用ＲＯＩ内のＣＴ値が閾値以上になった場合に、本スキャン開始であると判断する。つまり、監視用ＲＯＩ内のＣＴ値が閾値以上になった場合、造影剤が目的部位に流入してきたと考えられるため、プレップスキャンを中止して本スキャンを実行する。この場合、スキャン制御部２８は、本スキャン条件に従って本スキャンを実行する。
スキャン制御部２８の制御の下、Ｘ線ＣＴ装置は継続して本スキャンを実行する。再構成処理部２２は、本スキャンを実行することで順次得られたＸ線投影データに基づいて、時系列に沿った複数の画像データを生成し、それら複数の画像データを順次、ＣＴ値算出部３０に出力する。ＣＴ値算出部３０は、本スキャンを実行することで得られた複数の画像データを再構成処理部２２から受けて、予め設定された関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値を各画像データについて求める。これにより、ＣＴ値算出部３０は、関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値を時系列に沿って求める。そして、ＣＴ値算出部３０は、各時間における関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値を、第２ＣＴ値監視部３１とパラメータ決定部３２とに出力する。また、表示制御部２５は、再構成処理部２２によって生成された画像データに基づく画像を表示部２６に表示させる。
一方、監視用ＲＯＩ内のＣＴ値が閾値未満の場合、スキャン制御部２８はプレップスキャンを継続して実行する。そして、第１ＣＴ値監視部２９によって、監視用ＲＯＩ内のＣＴ値が閾値以上になったと判断されるまで、スキャン制御部２８はプレップスキャンを継続して実行する。
（第２ＣＴ値監視部３１）
第２ＣＴ値監視部３１は、各時間における関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値をＣＴ値算出部３０から受けて、ＣＴ値が、予め設定された閾値（停止ＣＴ値Ａ）以上になった場合に、造影剤注入の停止指示を造影剤注入装置５に出力する。この閾値（停止ＣＴ値Ａ）は、操作者が操作入力部２７を用いて予め入力された値であり、図示しない記憶部に記憶される。なお、停止ＣＴ値Ａが、この発明の「停止閾値」の１例に相当する。
図２に、関心領域（ＲＯＩ）におけるＣＴ値の時間変化を表すＴＤＣの１例を示す。図２は、この発明の実施形態における造影剤の濃度に応じた撮影開始及び撮影終了のタイミングを説明するための図であり、被検体の関心領域における造影剤の濃度変化を表すグラフである。図２において、横軸は時間ｔを示し、縦軸はＣＴ値（画素値）を示している。造影剤注入装置５が、造影剤を被検体に注入することで、被検体の関心領域における造影剤の濃度変化が得られる。図２に示すＴＤＣ１００は、関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値の時間変化を示している。このＴＤＣ１００のように、被検体に造影剤を注入した直後においては、関心領域には造影剤は流入していないため、関心領域内におけるＣＴ値は低い。造影剤が関心領域に流入してＣＴ値が、プレップ条件が示すＣＴ値の閾値以上になると、スキャン制御部２８は本スキャンを実行する。図２においては、時間Ｔ０で関心領域におけるＣＴ値がプレップスキャンの閾値以上になるため、スキャン制御部２８は、時間Ｔ０で本スキャンを開始する。
第２ＣＴ値監視部３１は、関心領域内のＣＴ値が予め設定された停止ＣＴ値Ａ以上になった場合に、造影剤注入の停止指示を造影剤注入装置５に出力する。図２においては、時間Ｔ０よりも遅い時間Ｔ２で関心領域内のＣＴ値が停止ＣＴ値Ａ以上になるため、第２ＣＴ値監視部３１は、時間Ｔ２で造影剤注入の停止指示を造影剤注入装置５に出力する。
注入制御部５２は、造影剤注入の停止指示を第２ＣＴ値監視部３１から受けて、注入ヘッド５１による被検体への造影剤の注入を停止させる。この実施形態では、注入制御部５２は、時間Ｔ２において、注入ヘッド５１による被検体への造影剤の注入を停止させる。
そして、スキャン制御部２８は、本スキャンを開始した時間Ｔ０から所定時間経過後の時間Ｔ１まで本スキャンを実行する。この実施形態では、スキャン制御部２８は、停止ＣＴ値Ａの時間Ｔ２よりも遅い時間Ｔ１で本スキャンを終了する。このように、本スキャンを実行している期間（時間Ｔ０から時間Ｔ１）内の時間Ｔ２に、造影剤注入装置５による造影剤の注入を停止することで、目的部位に造影剤が流入した状態で撮影を行いつつ、無駄な造影剤を減らすことが可能となる。
また、第２ＣＴ値監視部３１は、ＴＤＣ１００のピーク点を検出した場合に、造影剤注入の停止指示を造影剤注入装置５に出力しても良い。ピーク点について、図３を参照して説明する。図３は、この発明の実施形態における造影剤の濃度に応じた撮影開始及び撮影終了のタイミングを説明するための図であり、被検体の関心領域における造影剤の濃度変化を表すグラフである。図３において、横軸は時間ｔを示し、縦軸はＣＴ値（画素値）を示す。
第２ＣＴ値監視部３１は、各時間における関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値をＣＴ値算出部３０から受けて、ＣＴ値の時間変化を表すＴＤＣ１００を時間で微分することで、ＴＤＣ１００がピークを形成する時間Ｔ３を求める。そして、第２ＣＴ値監視部３１は、ＴＤＣ１００のピークを検出すると、その時点で、造影剤注入の停止指示を造影剤注入装置５に出力する。注入制御部５２は、造影剤注入の停止指示を第２ＣＴ値監視部３１から受けて、注入ヘッド５１による被検体への造影剤の注入を停止させる。
そして、スキャン制御部２８は、本スキャンを開始した時間Ｔ０から所定時間経過後の時間Ｔ１まで本スキャンを実行する。この実施形態では、スキャン制御部２８は、ピーク点における時間Ｔ３よりも遅い時間Ｔ１で本スキャンを終了する。このように、ＴＤＣ１００がピークを形成する時点で造影剤の注入を停止することで、目的部位に造影剤が流入した状態で撮影を行いつつ、無駄な造影剤を減らすことが可能となる。
この実施形態では、停止ＣＴ値Ａに従って造影剤注入装置５による造影剤注入を停止しても良いし、ＴＤＣ１００がピーク点を形成する時間に造影剤注入を停止しても良い。
（パラメータ決定部３２）
次に、パラメータ決定部３２について説明する。パラメータ決定部３２は、微分処理部３３、到達時間予測部３４、及び注入速度算出部３５を備えている。パラメータ決定部３２は、関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値が、目標到達時間に目標のＣＴ値に到達するための造影剤の注入速度（注入圧）を求める。まず、操作者は操作入力部２７を用いて、造影剤注入装置５による造影剤注入を停止するＣＴ値（目標ＣＴ値）と、被検体に造影剤を注入し始めた時点（造影開始時点）からＣＴ値が目標ＣＴ値に到達するまでに要する時間（目標到達時間）とを入力する。この目標ＣＴ値及び目標到達時間は、経験則から求められる値である。関心領域内のＣＴ値が目標ＣＴ値になるまで造影剤を被検体に注入することで、高い造影効果が得られる。そのことにより、造影効果が高いタイミングで撮影を行って、造影効果が高い画像データを取得することが可能となる。
操作者によって入力された目標ＣＴ値と目標到達時間とは、図示しない記憶部に記憶される。また、注入ヘッド５１は、注入制御部５２の制御の下、所定の注入量（初期値）の造影剤を所定の注入速度（初期値）で被検体に注入する。１例として、注入ヘッド５１は、総量が１００ｍｌ（初期値）の造影剤を３ｍｌ／ｓｅｃ（初期値）の注入速度（注入圧）で被検体に注入する。なお、目標ＣＴ値が、この発明の「目標画素値」の１例に相当し、目標到達時間が、この発明の「目標到達時間」の１例に相当する。また、パラメータ決定部３２が、この発明の「注入速度決定手段」の１例に相当する。
（微分処理部３３）
微分処理部３３は、各時間における関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値をＣＴ値算出部３０から受けて、ＣＴ値の時間変化を表すＴＤＣを時間で微分することで、各時間におけるＴＤＣの傾きを求める。すなわち、微分処理部３３は、各時間における造影剤の染影の速さを求める。
図４に、関心領域（ＲＯＩ）におけるＣＴ値の時間変化を表すＴＤＣの１例を示す。図４は、この発明の実施形態における造影剤の濃度変化に応じた注入速度を求める処理を説明するための図であり、被検体の関心領域における造影剤の濃度変化を表すグラフである。図４において、横軸は時間ｔを示し、縦軸はＣＴ値（画素値）を示す。
ＴＤＣ１００は、初期値の注入速度（注入圧）で造影剤を被検体に注入したときに得られるＴＤＣである。微分処理部３３は、各時間における関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値をＣＴ値算出部３０から受けて、ＣＴ値の時間変化を表すＴＤＣ１００（破線で示す初期のＴＤＣ）を時間で微分することで、各時間におけるＴＤＣ１００の傾きを求める。微分処理部３３は、各時間におけるＴＤＣ１００の傾きを示す情報を到達時間予測部３４に出力する。
（到達時間予測部３４）
到達時間予測部３４は、微分処理部３３によって求められた各時間におけるＴＤＣの傾きを受けて、直近の時間におけるＴＤＣの傾きと、その直近の時間におけるＣＴ値と、目標ＣＴ値とに基づいて線形予測することで、その直近の時間におけるＣＴ値から目標ＣＴ値に到達するまでの時間を求める。具体的には、到達時間予測部３４は、目標ＣＴ値と直近の時間におけるＣＴ値との差分（以下、「ＣＴ値の差分」と称する場合がある）を求め、そのＣＴ値の差分を直近の時間におけるＴＤＣの傾きで除算することで、その直近の時間におけるＣＴ値から目標ＣＴ値に到達するまでの時間（以下、「予測時間」と称する場合がある）を求める。なお、ＣＴ値の差分が、この発明の「画素値差分」の１例に相当し、予測時間が、この発明の「予測時間」の１例に相当する。
例えば図４に示すように、時間Ｔ４が目標到達時間に設定され、終了ＣＴ値Ｅが目標ＣＴ値に設定されている場合について説明する。微分処理部３３は、直近の時間Ｔ５におけるＴＤＣ１００の傾きを求める。到達時間予測部３４は、時間Ｔ５におけるＴＤＣ１００の傾きを受けて、時間Ｔ５におけるＴＤＣ１００の傾きと、時間Ｔ５におけるＣＴ値と、終了ＣＴ値Ｅ（目標ＣＴ値）とに基づいて線形予測することで、時間Ｔ５におけるＣＴ値から終了ＣＴ値Ｅ（目標ＣＴ値）に到達するまでの時間を求める。具体的には、到達時間予測部３４は、終了ＣＴ値Ｅ（目標ＣＴ値）と、直近の時間Ｔ５におけるＣＴ値との差分（ＣＴ値の差分）を求め、そのＣＴ値の差分を時間Ｔ５におけるＴＤＣ１００の傾きで除算することで、時間Ｔ５におけるＣＴ値から終了ＣＴ値Ｅ（目標ＣＴ値）に到達するまでの時間（予測時間）を求める。
（注入速度算出部３５）
注入速度算出部３５は、上述した直近の時間と目標到達時間との差分（以下、「目標到達時間までの時間」と称する場合がある）を求める。そして、注入速度算出部３５は、目標到達時間までの時間と、到達時間予測部３４によって求められた予測時間とが、一致しているか否かを判断する。目標到達時間までの時間と予測時間とが一致している場合、設定されている注入速度に従って造影剤を注入することで、目標到達時間にＣＴ値が目標ＣＴ値に到達すると予測される。この場合、造影剤の注入速度を変えずに、設定されている注入速度で造影剤を注入し続ける。なお、目標到達時間までの時間が、この発明の「時間差分」の１例に相当する。
一方、目標到達時間までの時間（時間差分）と予測時間とが一致していない場合、設定されている注入速度に従って造影剤を注入しても、目標到達時間にＣＴ値が目標ＣＴ値に到達しないと予測される。この場合、注入速度算出部３５は、目標到達時間にＣＴ値が目標ＣＴ値に到達するための注入速度を求める。具体的には、注入速度算出部３５は、上述したＣＴ値の差分を、上述した目標到達時間までの時間（時間差分）で除算することで、新たな注入速度（注入圧）を求める。このように、注入速度算出部３５は、目標到達時間にＣＴ値が目標ＣＴ値に到達するための造影剤の注入速度（注入圧）を求める。
または、目標到達時間までの時間（時間差分）と予測時間との差分が予め設定された所定時間未満の場合、設定されている注入速度に従って造影剤を注入することで、目標到達時間にＣＴ値がほぼ目標ＣＴ値に到達すると予測される。この場合、造影剤の注入速度を変えずに、設定されている注入速度で造影剤を注入し続けても良い。一方、目標到達時間までの時間（時間差分）と予想時間との差分が所定時間以上の場合、設定されている注入速度に従って造影剤を注入しても、目標到達時間にＣＴ値が目標ＣＴ値に近い値に到達しないと予測される。この場合、注入速度算出部３５は、上述したＣＴ値の差分を、上述した目標到達時間までの時間（時間差分）で除算することで、新たな注入速度を求めても良い。
図４に示す例では、注入速度算出部３５は、直近の時間Ｔ５と目標到達時間である時間Ｔ４との差分（目標到達時間までの時間）を求める。そして、注入速度算出部３５は、目標到達時間（時間Ｔ４）までの時間と、到達時間予測部３４によって求められた予測時間とが、一致しているか否かを判断する。目標到達時間（時間Ｔ４）までの時間と予測時間とが一致していない場合、注入速度算出部３５は、ＣＴ値の差分（終了ＣＴ値Ｅと時間Ｔ５におけるＣＴ値との差分）を、目標到達時間（時間Ｔ４）までの時間（時間Ｔ５と目標到達時間である時間Ｔ４との差分）で除算することで、新たな注入速度（注入圧）を求める。例えば、注入速度算出部３５は、時間Ｔ５における注入速度を４ｍｌ／ｓに決定する。そして、注入速度算出部３５は、新たに求められた注入速度を示す情報を造影剤注入装置５に出力する。
注入制御部５２は、パラメータ決定部３２から出力された注入速度を示す情報を受けると、その注入速度（注入圧）で注入ヘッド５１に造影剤を注入させる。例えば、時間Ｔ５における注入速度が４ｍｌ／ｓに決定されると、注入制御部５２は、４ｍｌ／ｓの注入速度で注入ヘッド５１に造影剤を注入させる。図４に示すＴＤＣ２００は、注入速度（注入圧）が変更されて、変更後の注入速度（注入圧）で造影剤を被検体に注入したときに得られるＴＤＣである。
以降、パラメータ決定部３２は、ＴＤＣの傾きに応じて造影剤の注入速度（注入圧）を決定していく。このように、この実施形態に係る医用画像診断装置は、目標到達時間（時間Ｔ４）にＣＴ値が目標ＣＴ値（終了ＣＴ値Ｅ）に到達するように、造影剤の注入速度をフィードバック制御する。
例えば、微分処理部３３は、時間Ｔ６におけるＴＤＣ２００（実線で示すＴＤＣ）を時間で微分することで、時間Ｔ６におけるＴＤＣ２００の傾きを求める。到達時間予測部３４は、終了ＣＴ値Ｅ（目標ＣＴ値）と、時間Ｔ６におけるＣＴ値との差分（ＣＴ値の差分）を求め、そのＣＴ値の差分を時間Ｔ６におけるＴＤＣ２００の傾きで除算することで、時間Ｔ６におけるＣＴ値から終了ＣＴ値Ｅ（目標ＣＴ値）に到達するまでの時間（予測時間）を求める。注入速度算出部３５は、時間Ｔ６と目標到達時間である時間Ｔ４との差分（目標到達時間までの時間）を求める。そして、注入速度算出部３５は、時間Ｔ６から目標到達時間（時間Ｔ４）までの時間と、到達時間予測部３４によって求められた予測時間とが、一致しているか否かを判断する。時間Ｔ６から目標到達時間（時間Ｔ４）までの時間と予測時間とが一致していない場合、注入速度算出部３５は、ＣＴ値の差分（終了ＣＴ値Ｅと時間Ｔ６におけるＣＴ値との差分）を、時間Ｔ６から目標到達時間（時間Ｔ４）までの時間（時間Ｔ６と目標到達時間である時間Ｔ４との差分）で除算することで、新たな注入速度（注入圧）を求める。図４に示す例では、注入速度算出部３５は、時間Ｔ６における注入速度を３．５ｍｌ／ｓに決定する。そして、注入速度算出部３５は、新たに求められた注入速度を示す情報を造影剤注入装置５に出力する。注入制御部５２は、パラメータ決定部３２から出力された注入速度を示す情報を受けると、その注入速度（注入圧）で注入ヘッド５１に造影剤を注入させる。例えば、時間Ｔ６における注入速度が３．５ｍｌ／ｓに決定されると、注入制御部５２は、注入速度を４ｍｌ／ｓから３．５ｍｌ／ｓに変えて、注入ヘッド５１に造影剤を注入させる。
以上のように、この実施形態に係る医用画像診断装置は、ＣＴ値が目標到達時間に目標ＣＴ値に到達するように造影剤の注入速度（注入圧）を変えて、被検体に造影剤を注入しながら撮影を行う。そのことにより、撮影対象となる部位に造影剤が流入して、造影の効果が高くなった状態で撮影を行うことが可能となる。すなわち、ＣＴ値が、経験的に求められている目標ＣＴ値になるまで造影剤を被検体に注入することで、高い造影効果が得られ、そのことにより、造影効果が高いタイミングで撮影を行って、造影効果が高い画像データを取得することが可能となる。また、ＴＤＣは、患者の体重や疾患などによって大きくことなるが、この実施形態に係る医用画像診断装置によると、ＴＤＣの傾きに応じて造影剤の注入速度を変えるため、患者ごとに造影剤の染影の速さが異なっていても、造影の効果が高くなった状態で撮影を行うことが可能である。
なお、上述した実施形態では、パラメータ決定部３２は、線形予測によってＣＴ値が目標ＣＴ値に到達するまでの予測時間を求めたが、ＴＤＣをガンマフィッティングすることによって予測時間を求めて、造影剤の注入速度を求めても良い。
また、被検体の安全性の観点から、注入速度（注入圧）の上限値を予め決定しても良い。この上限値は、図示しない記憶部に予め記憶させておく。パラメータ決定部３２は、この上限値を限度として新たな注入速度（注入圧）を決定して、造影剤注入装置５に出力するようにしても良い。
また、注入速度（注入圧）を上限値に設定し、その上限値の注入速度で造影剤を被検体に注入しても、目標到達時間まで所定時間以内にＣＴ値が目標ＣＴ値に到達しない場合は、造影剤の注入を停止しても良い。すなわち、パラメータ決定部３２は、目標ＣＴ値と直近の時間におけるＣＴ値との差分（ＣＴ値の差分）を、設定された注入速度で除算することで、その直近の時間におけるＣＴ値から目標ＣＴ値に到達するまでの時間（予測時間）を求める。そして、パラメータ決定部３２は、その予測時間と目標到達時間とを比較して、目標到達時間まで予め設定された所定時間以内にＣＴ値が目標ＣＴ値に到達するか否かを判断する。その結果、パラメータ決定部３２は、目標到達時間まで所定時間以内にＣＴ値が目標ＣＴ値に到達しない場合、造影剤注入の停止指示を注入制御部５２に出力する。注入制御部５２は、その停止指示をパラメータ決定部３２から受けると、注入ヘッド５１に造影剤の注入を停止させる。一方、パラメータ決定部３２は、目標到達時間まで所定時間以内にＣＴ値が目標ＣＴ値に到達する場合、上記の停止指示を注入制御部５２に出力しない。その結果、注入制御部５２は、設定された注入速度で注入ヘッド５１に造影剤を注入させる。このように、目標到達時間まで所定時間以内にＣＴ値が目標ＣＴ値に到達しない場合に、造影剤の注入を停止することで、被検体の安全性の確保を図ることが可能となる。
なお、スキャン制御部２８、ＣＴ値算出部３０、第２ＣＴ値監視部３１、及び、パラメータ決定部３２は、１例として、ＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどの記憶装置とによって構成しても良い。記憶装置には、スキャン制御部２８の機能を実行するためのスキャン制御プログラム、ＣＴ値算出部３０の機能を実行するためのＣＴ値算出プログラム、第２ＣＴ値監視部３１の機能を実行するための第２ＣＴ値監視プログラム、及び、パラメータ決定部３２の機能を実行するためのパラメータ決定プログラムが記憶されている。また、スキャン制御プログラムには、第１ＣＴ値監視部２９の機能を実行するための第１ＣＴ値監視プログラムが含まれている。また、パラメータ決定プログラムには、微分処理部３３の機能を実行するための微分処理プログラムと、到達時間予測部３４の機能を実行するための到達時間予測プログラムと、注入速度算出部３５の機能を実行するための注入速度算出プログラムとが含まれている。そして、ＣＰＵが、各プログラムを実行することで、各部の機能を実行する。
次に、この実施形態に係る医用画像診断装置による動作について、図５を参照して説明する。図５は、この実施形態に係る医用画像診断装置による動作を説明するためのフローチャートである。
（第１動作）
まず、第１動作について説明する。第１動作では、この実施形態に係る医用画像診断装置は、関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値が停止ＣＴ値以上になった場合に、造影剤の注入を停止する。
（ステップＳ０１）
まず、操作者は操作入力部２７を用いて、撮影位置を決めるためのスキャノ撮影の条件、関心領域（ＲＯＩ）を設定するための位置決め撮影の条件、プレップスキャン条件（管電圧、管電流、スキャン時間など）、本スキャン条件（管電圧、管電流、スキャン時間など）、プレップ条件（本スキャン開始の条件（ＣＴ値の閾値））、及び、造影剤の注入を停止する停止条件（停止ＣＴ値Ａ）を含む撮影条件を入力する。これらの条件は、コンソール部２に設けられた図示しない記憶部に記憶される。
（ステップＳ０２）
上記の撮影条件が設定された後、この実施形態に係るＸ線ＣＴ装置によって、撮影位置を決定するためにスキャノ撮影を実行し、その後、関心領域（ＲＯＩ）を設定するための撮影を実行する。
（ステップＳ０３）
表示制御部２５は、関心領域（ＲＯＩ）を設定するための撮影によって得られた画像を表示部２６に表示させる。操作者は操作入力部２７を用いて、表示部２６に表示されている画像上においてＣＴ値を監視する領域を関心領域（ＲＯＩ）として指定する。操作者によって指定された領域が、関心領域（ＲＯＩ）としてＣＴ値算出部３０に設定される。１例として、操作者は操作入力部２７を用いて、画像において大動脈が表わされている領域に関心領域（ＲＯＩ）を設定する。
（ステップＳ０４）
次に、操作者は操作入力部２７を用いて、造影剤の注入開始の指示を造影剤注入装置５に与える。注入制御部５２は、造影剤の注入開始の指示を操作入力部２７から受けると、その指示に従って注入ヘッド５１に造影剤を注入させる。１例として、総量が１００ｍｌの造影剤を、３ｍｌ／ｓｅｃの注入速度（注入圧）で被検体に注入する。また、スキャン制御部２８は、操作入力部２７によって与えられた注入開始の指示を受けて、その指示が与えられたタイミングから時間を測定する。そして、１例として、スキャン制御部２８は、造影剤の注入開始の指示を受けてから１０秒後に、プレップスキャンを開始する。これにより、スキャン制御部２８の制御の下、プレップスキャン条件に従ってプレップスキャンが行われる。プレップスキャンと並行して、スキャン制御部２８は、再構成処理部２２を制御して、プレップスキャンにより得られたＸ線投影データに基づいて画像データを再構成させる。
（ステップＳ０５）
スキャンが開始されると、ＣＴ値算出部３０は、再構成処理部２２によって生成された画像データを受けて、その画像データに基づいて関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値を求める。ＣＴ値算出部３０は、関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値を時系列に沿って求める。
プレップスキャン実行中においては、第１ＣＴ値監視部２９は、関心領域内のＣＴ値が、プレップ条件が示す閾値以上になった場合に本スキャン開始であると判断する。この場合、スキャン制御部２８はプレップスキャンを中止し、本スキャン条件に従って本スキャンを実行する。例えば、プレップ条件の閾値（ＣＴ値）として８０［ＨＵ］が設定されている場合、スキャン制御部２８は、関心領域内のＣＴ値が８０［ＨＵ］以上になった場合に、プレップスキャンを中止し、本スキャン条件に従って本スキャンを実行する。
本スキャンの１例として、スキャン制御部２８は、１秒間欠撮影を３０秒間実行し、その後、２秒間欠撮影を３０秒間実行する。なお、１秒間欠撮影とは、１スキャンの後、１秒間スキャンを行わずに、スキャンを繰り返して実行する撮影方法である。また、２秒間欠撮影とは、１スキャンの後、２秒間スキャンを行わずに、スキャンを繰り返して実行する撮影方法である。これらの撮影条件は１例であり、これらの撮影条件とは異なる条件で撮影を行っても良い。
（ステップＳ０６）
以上のように、ＣＴ値算出部３０が関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値を求めることで、ＣＴ値の時間変化を表すＴＤＣが得られる。
（ステップＳ０７）
スキャン制御部２８は、本スキャンを実行しているときに、撮影条件として目標到達時間（ＣＴ値が目標ＣＴ値に到達するまでの時間）が設定されているか否かを判断する。
（ステップＳ０８）
第１動作においては、目標到達時間は設定されていないため（ステップＳ０７、Ｎｏ）、スキャン制御部２８は、第２ＣＴ値監視部３１に関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値を監視させる。第２ＣＴ値監視部３１は、各時間における関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値をＣＴ値算出部３０から受けて、各時間におけるＣＴ値と予め設定された停止ＣＴ値Ａとを比較し、関心領域内のＣＴ値が停止ＣＴ値Ａ以上になったか否かを判断する。
（ステップＳ０９）
第２ＣＴ値監視部３１は、関心領域内のＣＴ値が停止ＣＴ値Ａ以上になった場合に、造影剤注入の停止指示を造影剤注入装置５に出力する（ステップＳ０８、Ｙｅｓ）。１例として、停止ＣＴ値Ａとして３００［ＨＵ］が設定されている場合、第２ＣＴ値監視部３１は、関心領域内のＣＴ値が３００［ＨＵ］以上になった場合に、造影剤注入の停止指示を造影剤注入装置５に出力する。注入制御部５２は、造影剤注入の停止指示を第２ＣＴ値監視部３１から受けて、注入ヘッド５１による被検体への造影剤の注入を停止させる（ステップＳ０９）。一方、第２ＣＴ値監視部３１は、関心領域内のＣＴ値が停止ＣＴ値Ａ（３００［ＨＵ］）未満である場合、関心領域内のＣＴ値を監視し続ける（ステップＳ０８、Ｎｏ）。
または、第２ＣＴ値監視部３１は、停止ＣＴ値Ａに基づいて造影剤注入の停止タイミングを計らずに、各時間における関心領域内のＣＴ値によって形成されるＴＤＣのピークに基づいて造影剤注入の停止タイミングを計っても良い。この場合、第２ＣＴ値監視部３１は、関心領域内のＣＴ値の時間変化を表すＴＤＣを時間で微分することで、ＴＤＣがピークを形成する時間を求める。そして、第２ＣＴ値監視部３１は、ＴＤＣのピークを検出すると、その時点で、造影剤注入の停止指示を造影剤注入装置５に出力する。注入制御部５２は、造影剤注入の停止指示を第２ＣＴ値監視部３１から受けて、注入ヘッド５１による被検体への造影剤の注入を停止させる。
造影剤注入装置５による造影剤注入が停止された後においても、スキャン制御部２８は、本スキャンを実行する。１例として、スキャン制御部２８は、１秒間欠撮影を実行し、その後、２秒間欠撮影を実行する。
以上のように、造影剤の注入を停止する閾値（停止ＣＴ値Ａ）を予め設定しておき、関心領域内のＣＴ値が停止ＣＴ値Ａ以上になった場合に、造影剤の注入を停止することで、目的部位に造影剤が流入した状態で撮影を行いつつ、無駄な造影剤を減らすことが可能となる。
なお、第２ＣＴ値監視部３１は、ＴＤＣの傾きを求め、その傾きに基づいて、関心領域内のＣＴ値が停止ＣＴ値Ａに到達するまでの時間を求め、その時間が所定時間以上の場合に、造影剤注入の停止指示を造影剤注入装置５に出力しても良い。１例として、第２ＣＴ値監視部３１は、関心領域内のＣＴ値が停止ＣＴ値Ａに到達するまで３０秒以上要する場合に、造影剤注入の停止指示を造影剤注入装置５に出力する。注入制御部５２は、停止指示を第２ＣＴ値監視部３１から受けて、注入ヘッド５１による被検体への造影剤の注入を停止させる。このように、関心領域内のＣＴ値が停止ＣＴ値Ａに到達するまでの時間が所定時間以上の場合に、造影剤の注入を停止することで、被検体の安全性を確保することが可能となる。
また、表示制御部２５は、ＣＴ値算出部３０から各時間におけるＣＴ値を受けて、ＴＤＣを表示部２６に表示させても良い。そして、操作者は、表示部２６に表示されているＴＤＣを観察して、操作者の判断で造影剤の注入を停止しても良い。例えば、ＴＤＣのばらつきが大きい場合には、手動で造影剤の注入を停止しても良い。
（第２動作）
次に、第２動作について説明する。第２動作では、この実施形態に係る医用画像診断装置は、ＴＤＣの傾きを監視して、ＣＴ値が目標到達時間に目標ＣＴ値まで到達するように、造影剤の注入を制御する。
（ステップＳ０１）
まず、操作者は操作入力部２７を用いて、撮影位置を決めるためのスキャノ撮影の条件、関心領域（ＲＯＩ）を設定するための位置決め撮影の条件、プレップスキャン条件（管電圧、管電流、スキャン時間など）、本スキャン条件（管電圧、管電流、スキャン時間など）、プレップ条件（本スキャン開始の条件（ＣＴ値の閾値））、造影剤注入を停止するＣＴ値（目標ＣＴ値）、及び、被検体に造影剤を注入し始めた時点（造影開始時点）からＣＴ値が目標ＣＴ値に到達するまでに要する時間（目標到達時間）を含む撮影条件を入力する。これらの条件は、コンソール部２に設けられた図示しない記憶部に記憶される。
（ステップＳ０２）
上記の撮影条件が設定された後、この実施形態に係るＸ線ＣＴ装置によって、撮影位置を決定するためのスキャノ撮影を実行し、その後、関心領域（ＲＯＩ）を設定するための撮影を実行する。
（ステップＳ０３）
表示制御部２５は、関心領域（ＲＯＩ）を設定するための撮影によって得られた画像を表示部２６に表示させる。操作者は操作入力部２７を用いて、表示部２６に表示されている画像上においてＣＴ値を監視する領域を関心領域（ＲＯＩ）として指定する。操作者によって指定された領域が、関心領域（ＲＯＩ）としてＣＴ値算出部３０に設定される。１例として、操作者は操作入力部２７を用いて、画像において大動脈が表されている領域に関心領域（ＲＯＩ）を設定する。
（ステップＳ０４）
次に、操作者は操作入力部２７を用いて、造影剤の注入開始の指示を造影剤注入装置５に与える。注入制御部５２は、造影剤の注入開始の指示を操作入力部２７から受けると、その指示に従って注入ヘッド５１に造影剤を注入させる。初期値として、総量が１００ｍｌの造影剤を、３ｍｌ／ｓｅｃの注入速度（注入圧）で被検体に注入する。また、スキャン制御部２８は、操作入力部２７によって与えられた注入開始の指示を受けて、その指示が与えられたタイミングから時間を測定する。そして、１例として、スキャン制御部２８は、造影剤の注入開始の指示を受けてから１０秒後に、プレップスキャンを開始する。これにより、スキャン制御部２８の制御の下、プレップスキャン条件に従ってプレップスキャンが行われる。プレップスキャンと並行して、スキャン制御部２８は、再構成処理部２２を制御して、プレップスキャンにより得られたＸ線投影データに基づいて画像データを再構成させる。
（ステップＳ０５）
スキャンが開始されると、ＣＴ値算出部３０は、再構成処理部２２によって生成された画像データを受けて、その画像データに基づいて関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値を求める。ＣＴ値算出部３０は、関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値を時系列に沿って求める。
プレップスキャン実行中においては、第１ＣＴ値監視部２９は、関心領域内のＣＴ値が、プレップ条件が示す閾値以上になった場合に本スキャン開始であると判断する。この場合、スキャン制御部２８は、プレップスキャンを中止し、本スキャン条件に従って本スキャンを実行する。例えば、プレップ条件の閾値（ＣＴ値）として８０［ＨＵ］が設定されている場合、スキャン制御部２８は、関心領域内のＣＴ値が８０［ＨＵ］以上になった場合に、プレップスキャンを中止し、本スキャン条件に従って本スキャンを実行する。上述したように、１例として、スキャン制御部２８は、１秒間欠撮影を３０秒間実行し、その後、２秒間欠撮影を３０秒間実行する。
（ステップＳ０６）
以上のように、ＣＴ値算出部３０が関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値を求めることで、ＣＴ値の時間変化を表すＴＤＣが得られる。
（ステップＳ０７）
スキャン制御部２８は、本スキャンを実行しているときに、撮影条件として目標到達時間（ＣＴ値が目標ＣＴ値に到達するまでの時間）が設定されているか否かを判断する。
（ステップＳ１０）
第２動作においては、目標到達時間が設定されているため（ステップＳ０７、Ｙｅｓ）、スキャン制御部２８は、パラメータ決定部３２に造影剤の注入速度を求めさせる。まず、微分処理部３３は、各時間における関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値をＣＴ値算出部３０から受けて、ＣＴ値の時間変化を表すＴＤＣを時間で微分することで、各時間におけるＴＤＣの傾きを求める。
（ステップＳ１１）
次に、到達時間予測部３４は、微分処理部３３によって求められた各時間におけるＴＤＣの傾きを受けて、目標ＣＴ値と直近の時間におけるＣＴ値との差分（ＣＴ値の差分）を求め、そのＣＴ値の差分を直近の時間におけるＴＤＣの傾きで除算することで、その直近の時間におけるＣＴ値から目標ＣＴ値に到達するまでの時間（予測時間）を求める。
（ステップＳ１２）
次に、注入速度算出部３５は、上述した直近の時間と目標到達時間との差分（目標到達時間までの時間）を求める。そして、注入速度算出部３５は、目標到達時間までの時間と、到達時間予測部３４によって求められた予測時間とが、一致しているか否かを判断する。
（ステップＳ１３）
目標到達時間までの時間と予測時間とが一致している場合（ステップＳ１２、Ｙｅｓ）、設定されている注入速度（３ｍｌ／ｓｅｃ）に従って造影剤を注入することで、目標到達時間にＣＴ値が目標ＣＴ値に到達すると予測される。この場合、造影剤の注入速度を変えずに、注入制御部５２は、設定されている注入速度（３ｍｌ／ｓｅｃ）で、注入ヘッド５１に造影剤を注入させる。
さらに、スキャン制御部２８は、第２ＣＴ値監視部３１に関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値を監視させる。第２ＣＴ値監視部３１は、各時間における関心領域（ＲＯＩ）内のＣＴ値をＣＴ値算出部３０から受けて、各時間におけるＣＴ値と予め設定された目標ＣＴ値とを比較し、関心領域内のＣＴ値が目標ＣＴ値になったか否かを判断する。そして、第２ＣＴ値監視部３１は、関心領域内のＣＴ値が目標ＣＴ値になった場合に、造影剤注入の停止指示を造影剤注入装置５に出力する（ステップＳ１３、Ｙｅｓ）。１例として、目標ＣＴ値として３００［ＨＵ］が設定されている場合、第２ＣＴ値監視部３１は、関心領域内のＣＴ値が３００［ＨＵ］以上になった場合に、造影剤注入の停止指示を造影剤注入装置５に出力する。注入制御部５２は、造影剤注入の停止指示を第２ＣＴ値監視部３１から受けて、注入ヘッド５１による被検体への造影剤の注入を停止させる（ステップＳ０９）。一方、第２ＣＴ値監視部３１は、関心領域内のＣＴ値が目標ＣＴ値（３００［ＨＵ］）未満である場合（ステップＳ１３、Ｎｏ）、関心領域内のＣＴ値を監視し続ける。
（ステップＳ１２、ステップＳ１４）
一方、ステップＳ１２において、目標到達時間までの時間と予測時間とが一致していない場合、設定されている注入速度に従って造影剤を注入しても、目標到達時間にＣＴ値が目標ＣＴ値に到達しないと予測される（ステップＳ１２、Ｎｏ）。この場合、注入速度算出部３５は、上述したＣＴ値の差分を、上述した目標到達時間までの時間で除算することで、新たな注入速度（注入圧）を求める（ステップＳ１４）。このように、注入速度算出部３５は、目標到達時間にＣＴ値が目標ＣＴ値に到達するための造影剤の注入速度を求める。そして、注入速度算出部３５は、新たに求められた注入速度を示す情報を造影剤注入装置５に出力する。注入制御部５２は、パラメータ決定部３２から出力された注入速度を示す情報を受けると、その注入速度で注入ヘッド５１に造影剤を注入させる。例えば、注入制御部５２は、注入速度を初期値の３ｍｌ／ｓｅｃから４ｍｌ／ｓｅｃに変えて、注入ヘッド５１に造影剤を注入させる。
以降、この実施形態に係る医用画像診断装置は、ステップＳ１０からステップＳ１２までの処理を繰り返して実行し、ＣＴ値が目標ＣＴ値になった場合に造影剤の注入を停止する。
なお、ステップＳ１２において、注入速度算出部３５は、目標到達時間までの時間と予測時間との差分が予め設定された所定時間未満か否かを判断しても良い。目標到達時間までの時間と予測時間との差分が所定時間未満であれば、設定されている注入速度（３ｍｌ／ｓｅｃ）に従って造影剤を注入することで、目標到達時間にＣＴ値がほぼ目標ＣＴ値に到達すると予測される。この場合、造影剤の注入速度を変えずに、注入制御部５２は、設定されている注入速度（３ｍｌ／ｓｅｃ）で、注入ヘッド５１に造影剤を注入させる。一方、ステップＳ１２において、目標到達時間までの時間と予測時間との差分が所定時間以上であれば、設定されている注入速度に従って造影剤を注入しても、目標到達時間にＣＴ値がほぼ目標ＣＴ値に到達しないと予測される。この場合、注入速度算出部３５は、上述したＣＴ値の差分を、上述した目標到達時間までの時間で除算することで、新たな注入速度を求める。なお、所定時間は、コンソール部２の図示しない記憶部に予め記憶されている。
以上のように、ＣＴ値が目標到達時間に目標ＣＴ値に到達するように造影剤の注入速度を変えて、被検体に造影剤を注入することで、造影の効果が高くなった状態で撮影を行うことが可能となる。例えば、ＴＤＣは患者の体重や疾患などによって大きくことなるが、この実施形態に係る医用画像診断装置によると、ＴＤＣの傾きに応じて造影剤の注入速度を変えるため、患者ごとに造影剤の染影の速さが異なっていても、造影の効果が高くなった状態で撮影を行うことが可能である。
なお、この実施形態では、プレップスキャンを実行する場合について説明したが、プレップスキャンを実行しなくても、この実施形態に係る医用画像診断装置の効果を奏することが可能である。
１ 架台装置
２ コンソール部
４ 寝台装置
５ 造影剤注入装置
１１ 高電圧発生部
１２ Ｘ線管球
１３ Ｘ線検出器
１４ データ収集部
１５ 架台駆動部
２１ 前処理部
２２ 再構成処理部
２３ 画像記憶部
２４ 画像処理部
２５ 表示制御部
２６ 表示部
２７ 操作入力部
２８ スキャン制御部
２９ 第１ＣＴ値監視部
３０ ＣＴ値算出部
３１ 第２ＣＴ値監視部
３２ パラメータ決定部
３３ 微分処理部
３４ 到達時間予測部
３５ 注入速度算出部
４１ 寝台
４２ 寝台駆動部

Claims (5)

  1. 被検体に所定の注入速度で造影剤を注入する造影剤注入手段と、
    前記造影剤が注入された前記被検体に対しＸ線を照射する照射手段と、前記被検体を透過したＸ線を検出する２次元の検出器とを含み、それらの撮影位置を変更しないで連続して撮影することで、撮影された時間がそれぞれ異なる複数の画像データを取得する画像取得手段と、
    前記画像取得手段によって順次取得された各画像データに対して設定された関心領域内の画素値を、それぞれの画像データについて求める画素値算出手段と、
    前記各画像データにおける画素値の時間変化に基づいて、前記造影剤注入手段による前記造影剤の注入が開始された時点から所定時間経過後の目標到達時間に、前記画素値が所定の目標画素値に到達するように前記注入速度を変えて、前記造影剤注入手段に前記造影剤を注入させる注入制御手段と、
    を有することを特徴とする医用画像診断装置。
  2. 前記注入制御手段は、前記画素値が予め設定された停止閾値以上になった場合に、前記造影剤注入手段による造影剤の注入を停止させることを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
  3. 前記注入制御手段は、前記各画像データにおける画素値を基に前記画素値の時間変化がピークを形成した時点で、前記造影剤注入手段による造影剤の注入を停止させることを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
  4. 前記画像取得手段によって新たに取得された画像データにおける前記関心領域内の画素値と前記目標画素値との画素値差分を求め、前記新たに取得された画像データが取得された時点と前記目標到達時間との時間差分を求め、前記画素値差分を前記時間差分で除算することで、新たな注入速度を求める注入速度決定手段を更に有し、
    前記注入制御手段は、前記注入速度を前記注入速度決定手段によって求められた前記新たな注入速度に変えて、前記造影剤注入手段に前記造影剤を注入させることを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
  5. 前記注入速度決定手段は、前記各画像データにおける画素値の時間変化の傾きを求め、
    前記傾きに基づいて前記画素値が前記目標画素値に到達するまでの予測時間を求め、前記予測時間と前記時間差分との差分が所定時間以上の場合に、前記新たな注入速度を求めることを特徴とする請求項４に記載の医用画像診断装置。
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