專利名稱：X射線ct裝置、心肌灌流信息生成系統(tǒng)和x射線診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及持續(xù)地注入造影劑并生成心肌灌流信息的X射線CT 裝置、心肌灌流信息生成系統(tǒng)、X射線診斷方法以及心肌灌流信息生 成方法。
背景技術(shù)：
在使用了 X射線CT裝置的心臟造影檢查中，造影劑被持續(xù)地注 入作為患者的被檢測(cè)體內(nèi)，并收集造影CT圖像。另外，根據(jù)收集到 的造影CT圖像，作成冠狀動(dòng)脈和心內(nèi)腔壁運(yùn)動(dòng)像等用于診斷。另外，利用X射線CT裝置來(lái)實(shí)施對(duì)心肌的血流動(dòng)態(tài)(灌流 perfusion)的檢查和對(duì)腦組織內(nèi)等的器官的灌流檢查。以前通過(guò)研究 而嘗試了在這些灌流檢查中，通過(guò)在短時(shí)間內(nèi)注入造影劑的多孔注入 而進(jìn)行動(dòng)態(tài)攝影，對(duì)所得到的動(dòng)態(tài)造影CT數(shù)據(jù)進(jìn)行分析而生成灌流 圖像。但是，通常這樣的灌流圖像的攝影不是單獨(dú)檢查，而是作為造影 檢查的一個(gè)環(huán)節(jié)而實(shí)施的。例如，在進(jìn)行心肌灌流圖像的攝影的情況 下，與心肌灌流圖像的掃描不同地，還實(shí)施用于冠狀動(dòng)脈、心內(nèi)腔壁 運(yùn)動(dòng)這樣的心功能分析的掃描。因此，會(huì)產(chǎn)生心肌灌流圖像的掃描的 時(shí)間長(zhǎng)，X射線對(duì)被檢測(cè)體的輻射增加的問(wèn)題。對(duì)此，為了進(jìn)一步降低對(duì)被檢測(cè)體的造影劑注入量以及X射線 的輻射，同時(shí)在更短的時(shí)間內(nèi)作成心肌灌流圖像，考慮了以下的技術(shù) 不追加血流信息取得用的掃描，而從通過(guò)心肌圖像取得用的掃描而取 得的冠狀動(dòng)脈造影CT圖像數(shù)據(jù)、心肌造影CT圖像數(shù)據(jù)等信息，還 取得血流信息。該技術(shù)是在通過(guò)在一定條件下持續(xù)注入造影劑而收集到的冠狀動(dòng)脈造影CT數(shù)據(jù)、心肌造影CT數(shù)據(jù)中包含作為心肌部分的血流動(dòng) 態(tài)的指標(biāo)的心肌灌流有關(guān)的信息，因此通過(guò)數(shù)據(jù)處理從冠狀動(dòng)脈造影 CT數(shù)據(jù)、心肌造影CT數(shù)據(jù)中抽出與心肌灌流有關(guān)的信息并進(jìn)行圖 像化。具體地說(shuō)，將造影劑靜脈注入到被檢測(cè)體內(nèi)，在心肌部分和冠 狀動(dòng)脈血中造影劑以 一定的濃度流動(dòng)的期間中取得心肌部分造影CT 圖像，根據(jù)從取得的心肌部分造影CT圖像減去心肌的CT值而得到 的造影劑成分的分布圖像與血流灌流成正比的關(guān)系的情況，將造影劑 成分的分布圖像視為表示相對(duì)的血流灌流的血流灌流像(例如參照日 本特開2006-21022號(hào)公報(bào))。進(jìn)而，利用在造影劑濃度的遷移期間中收集到的心電同步CT圖 像數(shù)據(jù)來(lái)近似地求出未知數(shù)，由此可以將心肌血流圖像的相對(duì)值變換 為絕對(duì)值(例如參照日本特開2006-247388號(hào)^^艮)。這樣，可以作 成臨床上有用的血流的絕對(duì)值圖像和心肌全體中的局部心肌血流量 分布圖像。另外，作為相關(guān)技術(shù)，嘗試了求出用于將心肌血流量(MBF: myocardial blood flow)變換為心臟左室內(nèi)腔內(nèi)的造影劑的濃度Ca 和心肌的血液中的造影劑濃度Cmyo的比Cmyo/Ca的變換函數(shù)f (MBF )(例如參照 George et al."Multidetector Computed Tomography Myocardial Perfusion Imaging During Adenosine Stress", Journal of the American College of Cardiology, Vol.48， No.l， 2006.)。如上所述，考慮了從通過(guò)心肌圖像取得用的掃描所取得的冠狀動(dòng) 脈造影CT圖像數(shù)據(jù)、心肌造影CT圖像數(shù)據(jù)等信息取得血流信息的 技術(shù)，但理想的是取得對(duì)診斷有用的更多的心肌灌流信息，發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是對(duì)應(yīng)現(xiàn)在的問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種在進(jìn) 一步降低對(duì)被檢測(cè)體的造影劑注入量以及X射線的曝光的同時(shí)，可以以更短的時(shí)間取得對(duì)診斷有用的心肌灌流信息的X射線CT裝置、心 肌灌流信息生成系統(tǒng)、X射線診斷方法以及心肌灌流信息生成方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的X射線CT裝置具備圖像生成單 元，從被持續(xù)注入造影劑的被檢測(cè)體的安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的心肌部 分，分別收集上述造影劑的濃度可被視為一定的狀態(tài)下的安靜時(shí)以及 非安靜時(shí)的投影數(shù)據(jù)，根據(jù)所收集到的上述安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的投 影數(shù)據(jù)，分別重構(gòu)安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)；血流信 息取得單元，根據(jù)基于上述安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)所求出的第一 血流信息以及基于上述非安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)所求出的第二血 流信息，來(lái)求出第三血流信息。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的心肌灌流信息生成系統(tǒng)具備圖像 取得單元，從被持續(xù)注入造影劑的被檢測(cè)體的安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的 心肌部分，取得上述造影劑的濃度可被視為一定的狀態(tài)下的安靜時(shí)以 及非安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù);血流信息取得單元，根據(jù)基于上述 安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)所求出的第一血流信息以及基于上述非安 靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)所求出的第二血流信息，來(lái)求出第三血流信 息。本發(fā)明的X射線診斷方法包括以下步驟從被持續(xù)注入造影劑 的被檢測(cè)體的安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的心肌部分，分別收集上述造影劑 的濃度可被視為一定的狀態(tài)下的安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的投影數(shù)據(jù)，根 據(jù)所收集到的上述安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的投影數(shù)據(jù)，分別重構(gòu)安靜時(shí) 以及非安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)；根據(jù)基于上述安靜時(shí)的造影CT 圖像數(shù)據(jù)所求出的第一血流信息以及基于上述非安靜時(shí)的造影CT圖 像數(shù)據(jù)所求出的第二血流信息，來(lái)求出第三血流信息。本發(fā)明的心肌灌流信息生成方法包括以下步驟從被持續(xù)注入造 影劑的被檢測(cè)體的安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的心肌部分，分別取得上述造 影劑的濃度可被視為一定的狀態(tài)下的安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的造影CT 圖像數(shù)據(jù)；根據(jù)基于上述安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)所求出的第一血 流信息以及基于上述非安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)所求出的第二血流信息，來(lái)求出第三血流信息。在本發(fā)明的X射線CT裝置、心肌灌流信息生成系統(tǒng)、X射線診 斷方法以及心肌灌流信息生成方法中，在進(jìn)一步降低對(duì)被檢測(cè)體的造 影劑注入量以及X射線的輻射的同時(shí)，可以用更短的時(shí)間取得對(duì)診斷 有用的心肌灌流信息。


圖1是表示本發(fā)明的X射線CT裝置的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。圖2是將被檢測(cè)體的心臟、心肌內(nèi)、冠狀動(dòng)脈內(nèi)的造影劑的行動(dòng) 模型化了的圖。圖3是利用參數(shù)概念地表現(xiàn)圖2所示的模型的圖。圖4是表示由圖1所示的造影劑注入裝置持續(xù)地向被檢測(cè)體的靜 脈注入造影劑而產(chǎn)生的LV內(nèi)以及心肌部分的造影劑的時(shí)間性濃度變 化以及造影CT圖像數(shù)據(jù)的CT值的圖。圖5是表示在圖1所示的X射線CT裝置中，flow reserve的計(jì) 算所使用的參數(shù)的定義以及血流信息的顯示例子的圖。圖6是表示用于將MBF變換為心肌部分的造影劑的濃度Cmyo (x,y，t)與LV內(nèi)的造影劑的濃度Ca (t)的比Cmyo ( x，y，t) /Ca (t) 的變換函數(shù)f的圖。圖7是表示在圖1所示的X射線CT裝置中，對(duì)安靜時(shí)(Rest) 的時(shí)刻tl的心肌部分的造影劑濃度Cmyo (x，y，tl)進(jìn)行平滑化而求 出flow reserve ( x，y )的方法以及血流信息的顯示例子的圖。圖8是表示由圖1所示的X射線CT裝置求出心肌的血流信息并 顯示時(shí)的順序的例子的流程圖。圖9是表示由圖1所示的X射線CT裝置根據(jù)心肌的造影CT圖像數(shù)據(jù)生成血流相對(duì)圖像的順序和所得到的血流相對(duì)圖像的圖。圖IO是表示在圖1所示的X射線CT裝置的圖像顯示部件中自 動(dòng)地設(shè)定顯示條件并顯示flow reserve ( x，y )的例子的圖。
具體實(shí)施方式
參照

本發(fā)明的X射線CT裝置、心肌灌流信息生成系統(tǒng)、 X射線診斷方法以及心肌灌流信息生成方法的實(shí)施例。圖1是表示本發(fā)明的X射線CT裝置的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。X射線CT裝置1包括架臺(tái)部件2以及計(jì)算機(jī)裝置3。架臺(tái)部件 2具有X射線管4、高電壓發(fā)生裝置5、 X射線檢測(cè)器6、數(shù)據(jù)收集部 件7 ( DAS:Data Acquisition System )、造影劑注入裝置8以及心電 圖儀9。 X射線管4和X射線檢測(cè)器6被安裝在高速且連續(xù)旋轉(zhuǎn)的未 圖示的旋轉(zhuǎn)圍上的夾著被檢測(cè)體P而互相相對(duì)的位置上。X射線CT裝置1具備以下功能在投放造影劑的情況下生成被 檢測(cè)體P的造影CT圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)生成的造影CT圖像數(shù)據(jù)作成 血流圖像和血流信息。在此，說(shuō)明用于作成血流圖像以及血流信息的 原理和方法。圖2是將被檢測(cè)體的心臟、心肌內(nèi)、冠狀動(dòng)脈內(nèi)的造影劑的行動(dòng) 模型化了的圖。在被檢測(cè)體P內(nèi)部，從未圖示的大動(dòng)脈分支出冠狀動(dòng)脈10,從 分支出的冠狀動(dòng)脈IO進(jìn)而再分支出毛細(xì)血管11。毛細(xì)血管ll導(dǎo)入到 心肌12內(nèi)，心肌12由毛細(xì)血管11和心肌細(xì)胞13構(gòu)成。心肌細(xì)胞13 存在間質(zhì)14的區(qū)域，間質(zhì)14和毛細(xì)血管11之間為血液可以進(jìn)出的 構(gòu)造。因此，如果向被檢測(cè)體P注入造影劑，則造影劑和血液一起從 大動(dòng)脈被引導(dǎo)到冠狀動(dòng)脈IO，從冠狀動(dòng)脈IO引導(dǎo)到毛細(xì)血管11。進(jìn) 而，如果造影劑在毛細(xì)血管11內(nèi)與血液一起流動(dòng)到達(dá)心肌細(xì)胞13， 則造影劑的一部分從毛細(xì)血管11流入心肌細(xì)胞13內(nèi)的間質(zhì)14。另外， 流入到心肌細(xì)胞13內(nèi)的間質(zhì)14的血液的一部分再次從心肌細(xì)胞13流出并向毛細(xì)血管11內(nèi)移動(dòng)。因此，大動(dòng)脈或冠狀動(dòng)脈10中的造影劑在血液中的濃度和心肌 細(xì)胞13內(nèi)或毛細(xì)血管11內(nèi)的造影劑在血液中的濃度為不同的值，并 且隨著造影劑的移動(dòng)而進(jìn)行時(shí)間性的變化。被檢測(cè)體P內(nèi)的各處的造影劑在血液中的濃度是由造影劑從毛細(xì)血管11流入心肌細(xì)胞13內(nèi)的 間質(zhì)14時(shí)的移動(dòng)常數(shù)和造影劑從心肌細(xì)胞13內(nèi)的間質(zhì)14流入毛細(xì) 血管11時(shí)的移動(dòng)常數(shù)所決定的。即，如果設(shè)時(shí)刻t的心臟左室(LV: left ventricle)內(nèi)腔內(nèi)或冠 狀動(dòng)脈血中的造影劑的濃度為Ca (t)，包含了毛細(xì)血管11以及心肌 細(xì)胞13的心肌12內(nèi)的某區(qū)域?yàn)閱挝粎^(qū)域，心肌12的血液中的造影 劑濃度(毛細(xì)血管11中和心肌細(xì)胞13內(nèi)的造影劑的平均濃度)為 Cmyo (t)，造影劑從毛細(xì)血管11流入心肌細(xì)胞13內(nèi)的間質(zhì)14時(shí)的 移動(dòng)常數(shù)為Kl，造影劑從毛細(xì)血管11流出到心肌細(xì)胞13內(nèi)的間質(zhì) 14時(shí)的移動(dòng)常數(shù)為k2,則由移動(dòng)常數(shù)Kl以及移動(dòng)常數(shù)k2決定了 Ca ")以及Cmyo (t)。圖3是利用參數(shù)概念地表現(xiàn)圖2所示的模型的圖。如圖3所示，在某時(shí)刻t，濃度Ca (t)的造影劑以與移動(dòng)系數(shù) Kl成正比的量從毛細(xì)血管11向心肌細(xì)胞13的間質(zhì)14移動(dòng)，另一方 面，濃度Cmyo (t)的造影劑以與移動(dòng)系數(shù)k2成正比的量從心肌細(xì) 胞13的間質(zhì)14向毛細(xì)血管11內(nèi)移動(dòng)。另外，造影劑移動(dòng)后的濃度 Ca (t)以及Cmyo (t)是由移動(dòng)常數(shù)K1以及移動(dòng)常數(shù)1^決定的。因此，可以用流入間質(zhì)14的造影劑的量和從間質(zhì)14流出的造影 劑的量的差來(lái)表示某時(shí)刻t的心肌12內(nèi)的造影劑的濃度Cmyo (t), 因此/>式(1)成立。另一方面，以前已知，如果在一定條件下向被檢測(cè)體P的靜脈 注入造影劑，則會(huì)出現(xiàn)冠狀動(dòng)脈中(或LV內(nèi)腔內(nèi))以及心肌12內(nèi)的 造影劑血液中的濃度Ca (t) 、 Cmyo (t)分別可被視為一定的濃度 一定期間。因此，如果在心肌區(qū)域的造影劑濃度Cmyo (t)以及冠狀動(dòng)脈 中(或LV內(nèi)腔內(nèi))的造影劑濃度Ca (t)成為一定或者增加率變緩 而可被視為一定的期間中，心電圖同步地收集心肌部分的X射線CT 數(shù)據(jù)，則容易通過(guò)使用了其后的X射線CT數(shù)據(jù)的各種處理而生成血流圖像。因此，造影劑注入裝置8可以依照一定的條件，在每個(gè)單位 時(shí)間將所需要的量的造影劑注入到被檢測(cè)體P內(nèi)，得到冠狀動(dòng)脈血中 (或LV內(nèi)腔內(nèi))以及心肌部分的造影劑濃度Ca (t) 、 Cmyo (t) 可被視為一定的狀態(tài)。另外，造影劑的注入條件是一種通過(guò)經(jīng)驗(yàn)而決定為在X射線CT 數(shù)據(jù)的收集期間中冠狀動(dòng)脈中和LV內(nèi)的造影劑濃度Ca (t)為一定 的方法，因此，注入速度多少存在不同。例如在"八町淳、輪湖正 螺旋走査型CT f二招^3最適造影検査0方法(D検討、日獨(dú)醫(yī)報(bào)第40 巻第二號(hào)1995年"等文獻(xiàn)中，記栽了該造影劑的靜脈注入時(shí)的注入速 度等的推薦條件。另外，即使在冠狀動(dòng)脈中和LV內(nèi)的造影劑濃度Ca (t)不一定 的期間，如果是可被視為冠狀動(dòng)脈中和LV內(nèi)的造影劑濃度Ca (t) 的時(shí)間變化為一定而具有線性的狀態(tài)，則可以用于生成血流圖像，因 此通過(guò)造影劑注入裝置8調(diào)整造影劑的注入條件，使得冠狀動(dòng)脈中和 LV內(nèi)的造影劑濃度Ca (t)的時(shí)間變化成為一定。但是，如果將造影劑持續(xù)地注入到被檢測(cè)體P，而將從注入開始 后， 一直到被注入的造影劑到達(dá)心肌病并增加，冠狀動(dòng)脈血中和LV 內(nèi)的造影劑濃度Ca (t)以及心肌區(qū)域的造影劑濃度Cmyo (t)分別 成為可被視為飽和到一定值的狀態(tài)為止，定義為濃度遷移期間Tt，則 在濃度遷移期間Tt中，心肌區(qū)域的造影劑濃度Cmyo (t)比冠狀動(dòng) 脈血中、特別是LV內(nèi)腔的造影劑濃度Ca (t)充分小，公式(2)所 示的近似式能夠成立。K，Ca (t) k2Cmyo ") ...... ( 2 )因此，在公式(2)成立的濃度遷移期間Tt中，可以如公式(3) 那樣近似公式(1)。進(jìn)而，如果對(duì)公式(3)的兩邊進(jìn)行時(shí)間積分，則得到公式U)。C甲(f)sZir,J"c)dr ……(4)因此，從公式(4)導(dǎo)出公式(5)。k'^t ……(5)公式(5 )表示出如果可以求出濃度遷移期間Tt的冠狀動(dòng)脈血中、 特別是LV內(nèi)腔的造影劑濃度Ca (t)以及特定的心肌部位A (在冠 狀動(dòng)脈血是LV內(nèi)腔的血流的情況下，將其稱為L(zhǎng)V心肌的心肌部位， 以下稱為特定心肌部位)的造影劑濃度Cmyo (t)，則一般可以用被 稱為Patlak描繪法(圖形描繪法graphical plot)的方法求出特定心 肌部位A處的Kl.在心肌部分的造影劑濃度Cmyo (t)可被視為一定的情況下， 公式(1)的左邊為0，因此得到公式(6)。o) n z 、……(6)根據(jù)公式(6 )，如公式(7 )那樣表示公式(1 )。K,Ca (t) - k2Cmy。 ( t) ...... ( 7 )進(jìn)而，如果對(duì)公式(7)進(jìn)行變形，則得到公式(8)。K,-M^ ……(8)c。(o 、0;在公式(8)中，在冠狀動(dòng)脈血中的造影劑濃度Ca (t)可被視 為一定的情況下，如公式(9)那樣，移動(dòng)常數(shù)K1與心肌部分的造影 刑濃度Cmyo (t)成正比。K,Cmy。 ") / Ca (t) ...... (9)進(jìn)而，可知如果設(shè)表示血流濃度中的造影劑的比例的值 (extraction fraction )為E，血流動(dòng)態(tài)的指標(biāo)的單位時(shí)間、單位重量 中的血流量的血流灌流(blood puerfusion 1ml/100g/minl)為F，則移 動(dòng)常數(shù)Kl有K1=E x F的關(guān)系。因此，如公式(10)所示，心肌部分的造影劑濃度Cmyo (t) 與心肌部分的血流灌流F成正比.Cmy。 (t) F ...... (10)也就是說(shuō)，可知心肌部分的造影劑濃度Cmyo (t)表示出血流灌流F的相對(duì)值。因此，如果可以求出心肌部分的造影劑濃度Cmyo (t)，則可以知道血流灌流F的相對(duì)值。在此，注入造影劑而得到的心肌造影CT圖像數(shù)據(jù)的CT值是作 為心肌組織成分的只有心肌的CT值和造影劑成分的圖像的CT值的 合計(jì)。因此，如果從心肌的造影CT圖像數(shù)據(jù)只減去心肌的CT值， 則可以求出與造影劑成分的圖像的CT值成正比關(guān)系的心肌部分的造 影劑濃度Cmyo (t)、造影劑濃度比Cmyo (t) /Ca (t)。也就是說(shuō)，可以認(rèn)為可以作為與CT值等價(jià)的參數(shù)來(lái)處理心肌部 分的造影劑濃度Cmyo (t)以及LV內(nèi)的造影劑濃度Ca (t)。因此， 在此將心肌部分的造影劑濃度Cmyo (t)以及LV內(nèi)的造影劑濃度 Ca (t)作為造影劑成分的圖像的CT值進(jìn)行處理。圖4是表示由圖l所示的造影劑注入裝置8持續(xù)地向被檢測(cè)體的 靜脈注入造影劑而進(jìn)行的LV內(nèi)以及心肌部分的造影劑的時(shí)間性濃度 變化以及造影CT圖像數(shù)據(jù)的CT值的圖。在圖4中，縱軸表示相當(dāng)于造影劑濃度的CT值，橫軸表示時(shí)間 t。另外，圖4中的曲線是表示LV內(nèi)的造影劑濃度Ca (t)的時(shí)間變 化的數(shù)據(jù)以及由心肌細(xì)胞13和毛細(xì)血管11構(gòu)成的心肌部分的造影劑 濃度Cmyo (t)的時(shí)間變化的數(shù)據(jù)。如圖4所示，如果在時(shí)刻t0注入造影劑，則LV內(nèi)的造影劑濃 度Ca (t)以及心肌部分的短軸橫截像的位置(x，y)處的造影劑濃度 Cmyo(x，y，t)依次增加。另外，如果經(jīng)過(guò)LV內(nèi)的造影劑濃度Ca (t) 以及心肌部分的位置(x，y)處的造影劑濃度Cmyo (x，y，t)增加的濃 度遷移期間Tt,則得到LV內(nèi)的造影劑濃度Ca (t)以及心肌部分的 位置(x，y)處的造影劑濃度Cmyo (x，y，t)分別為一定或增加率變慢 的期間Tl。在安靜時(shí)和非安靜時(shí)，例如投放用于壓力負(fù)荷的藥劑時(shí)那樣，即 使是藥劑負(fù)荷時(shí)這樣的傾向也一樣。即在安靜時(shí)在時(shí)刻tl， LV內(nèi)的 造影劑濃度Ca (t)以及心肌部分的造影劑濃度Cmyo (t)分別為一 定或增加率變慢的期間Tl開始，在藥劑負(fù)荷時(shí)在時(shí)刻t2， LV內(nèi)的造影劑濃度Ca (t)以及心肌部分的造影劑濃度Cmyo (t)分別為一定 或增加率變慢的期間Tl開始。另外，a是未投放造影刑的狀態(tài)下的心肌部分以及LV內(nèi)的CT 值。另外，心肌部分的CT值al和LV內(nèi)的CT值a2嚴(yán)格地說(shuō)有時(shí) 不同，但是在此假定al=a2=a。該CT值a是由物理?xiàng)l件決定的一定 值。在此，作為評(píng)價(jià)心肌的雙重能力的重要診斷信息有血流預(yù)備能力 (flow reserve) 。 Flow reserve是安靜時(shí)和例如藥劑負(fù)荷時(shí)那樣的非 安靜時(shí)之間的血流的增加比，可以根據(jù)LV血液池內(nèi)的造影劑濃度Ca (t)和心肌部分的造影劑濃度Cmyo (t)求出。圖5是表示在圖1所示的X射線CT裝置1中，用于flow reserve 的計(jì)算的參數(shù)的定義以及血流信息的顯示例子的圖。如圖5所示，在安靜時(shí)(Rest)以及藥劑負(fù)荷時(shí)(Stress)的心 肌的短軸橫截像上設(shè)定互相正交的x軸、y軸，在與心肌的短軸橫截 像正交的方向上設(shè)定z軸.另外，將在安靜時(shí)LV內(nèi)的造影劑濃度Ca (t)以及心肌部分的造影劑濃度Cmyo (t)分別可被認(rèn)為一定的時(shí) 刻作為t=tl，將在藥劑負(fù)荷(Stress)時(shí)LV內(nèi)的造影劑濃度Ca (t) 以及心肌部分的造影劑濃度Cmyo (t)分別可被認(rèn)為一定的時(shí)刻作為 t=t2。另夕卜，如果通過(guò)從心肌的造影CT圖像數(shù)據(jù)減去心肌部分的CT 值a而分別求出安靜時(shí)(Rest)的時(shí)刻tl的心肌部分的造影劑濃度 Cmyo (x，y，tl)、以及藥劑負(fù)荷時(shí)(Stress)的時(shí)刻t2的心肌部分的 造影劑濃度Cmyo (x，y，t2)，則能夠求出心肌部分的位置(x，y )處的 flow reserve( x，y)。另夕卜，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f(shuō)，Cmyo( x，y，tl )是與安靜時(shí)(Rest) 的心肌部分的造影劑濃度成正比的值，Cmyo (x，y，t2)是與藥劑負(fù)荷 時(shí)(Stress)心肌部分的造影劑濃度成正比的值。Flow reserve( x，y )是由藥劑負(fù)荷時(shí)(Stress )的心肌血流量(MBF ) 與安靜時(shí)的MBF的比決定的。另外，可知在MBF充分小的情況下， MBF與心肌部分的造影劑濃度Cmyo ( x，y，t)和LV內(nèi)的造影劑濃度Ca(t)的比Cmyo ( x，y，t)/Ca (t)、或移動(dòng)常數(shù)K1為正比關(guān)系(線 性相關(guān))。因此，在MBF充分小的情況下，如果假定在時(shí)刻tl和時(shí)刻t2 之間位置(x，y)不移動(dòng)，則可以通過(guò)公式(11 )求出Flow reserve(x，y),Flow reserve ( x，y ) ={Cmyo ( x，y，t2 ) /Ca (t2 ) }/{ Cmyo ( x，y，tl) /Ca (tl) } ……(11)另外，在時(shí)刻tl和時(shí)刻t2之間可以無(wú)視LV內(nèi)的造影劑濃度Ca (t)的變化量的情況下，可以根據(jù)公式(12)更簡(jiǎn)單地求出Flow reserve ( x，y )。Flow reserve ( x，y ) =Cmyo ( x，y，t2 ) /Cmyo ( x，y，tl ) ......(12 )另外，在MBF不是充分小的情況下，MBF與心肌部分的造影 劑濃度Cmyo ( x，y，t)和LV內(nèi)的造影劑濃度Ca (t)的比Cmyo ( x，y，t) /Ca (t)有時(shí)不成為正比關(guān)系。這時(shí)，可以利用用于將MBF變換為 心肌部分的造影劑濃度Cmyo ( x，y，t)和LV內(nèi)的造影劑濃度Ca (t) 的比Cmyo(x，y，t)/Ca(t)的變換函數(shù)f,求出精度更高的Flow reserve (x，y)。圖6是表示用于將MBF變換為心肌部分的造影劑濃度Cmyo (x，y，t)和LV內(nèi)的造影劑濃度Ca (t)的比Cmyo ( x，y，t) /Ca (t) 的變換函數(shù)f的圖。在圖6中，橫軸表示MBF (ml/min/g),縱軸表示心肌部分的 造影劑濃度Cmyo ( x，y，t)和LV內(nèi)的造影劑濃度Ca (t)的比Cmyo (x，y，t) /Ca ")。在MBF充分小的情況下，假設(shè)如圖6的虛線所示，MBF和造 影劑濃度比Cmyo (x，y，t) /Ca (t)之間有線性相關(guān)，能夠求出Flow reserve (x，y).但是，如果MBF變大，則造影劑濃度比Cmyo (x，y，t) /Ca (t)有時(shí)會(huì)偏離表示線性相關(guān)的直線，而表現(xiàn)出飽和的傾向、即 非線性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，在MBF-5 ~ 6 ( ml/min/g )時(shí)，如果MBF 和造影劑濃度比Cmyo (x，y，t) /Ca (t)是線性關(guān)系，則誤差會(huì)變大。 因此，如果利用將圖6的實(shí)線所示那樣的MBF變換為造影劑濃度比Cmyo (x，y，t) /Ca (t)或移動(dòng)常數(shù)Kl的變換函數(shù)f ( MBF ),則即 使MBF和造影劑濃度比Cmyo (x,y，t) /Ca (t)不是線性關(guān)系，也可 以更高精度地從造影劑濃度比Cmyo (x，y，t) /Ca (t)求出MBF以及 flow reserve ( x，y )。在利用變換函數(shù)f (MBF)求出flow reserve ( x，y )時(shí)，可以通 過(guò)公式(13 )求出flow reserve ( x，y )。Flow reserve ( x，y ) =F{Cmyo( x，y，t2 )/Ca (t2 ) }/F{ Cmyo( x，y，tl) /Ca (tl ) } ...... (13 )其中，在公式(13)中，F(xiàn)=f、 ^是變換函數(shù)f (MBF)的反函 數(shù)。也就是說(shuō)，F(xiàn) ( Cmyo ( x，y，t) /Ca (t))是將造影劑濃度比Cmyo (x，y，t) /Ca (t)或移動(dòng)常數(shù)Kl變換為MBF的函數(shù)?？梢酝ㄟ^(guò)任意方法預(yù)先求出變換函數(shù)f (MBF)。例如，可以根 據(jù)通過(guò)X射線CT裝置1的掃描而從同一或其他被檢測(cè)體得到的血流 信息求出。另外，也可以才艮據(jù)由PET (positron emission computed tomography )等其他圖像診斷裝置從同 一或其他被檢測(cè)體得到的血流 信息，求出變換函數(shù)f (MBF)。在此，可以認(rèn)為作為其他被檢測(cè)體， 不僅是人，即使使用從狗或豬得到的變換函數(shù)f (MBF)，有時(shí)也能 夠滿足所要求的精度。關(guān)于變換函數(shù)f(MBF)的求出方法，在George et al. "Multidetector Computed Tomography Myocardial Perfusion Imaging During Adenosine Stress" ，Journal of the American College of Cardiology，Vol.48，No.l，2006.中有詳細(xì)記栽。正常的心肌部分的flow reserve (x，y)例如取3~4以上的值。 另 一方面，在有冠狀動(dòng)脈狹窄的部位，對(duì)應(yīng)于狹窄的程度，flow reserve (x，y)取比正常值小的值。因此可以通過(guò)flow reserve (x，y)的值來(lái) 評(píng)價(jià)所關(guān)注的心肌部分的因缺血造成的心肌損傷的程度。另外，通過(guò)在心肌的短軸橫截像上的(x，y)方向上對(duì)安靜時(shí)的 時(shí)刻t-tl的心肌部分的造影劑濃度Cmyo ( x，y，tl)進(jìn)行平滑化，可以 抑制重疊在心肌部分的造影劑濃度Cmyo (x，y，tl)上的噪音。相反， 對(duì)于藥劑負(fù)荷時(shí)的時(shí)刻t=t2的心肌部分造影劑濃度Cmyo ( x，y，t2 )，由于大多要求心肌短軸橫截像上的(x，y)方向上的分辨率，所以在該 情況下不進(jìn)行平滑化。另一方面，對(duì)于與心肌的短軸橫截像垂直的z 方向，為了抑制噪音，可以對(duì)安靜時(shí)的時(shí)刻t=tl以及藥劑負(fù)荷時(shí)的時(shí) 刻t=t2的各個(gè)心肌部分造影劑濃度Cmyo( x，y，z，tl) 、 Cmyo( x，y，z，t2 ) 進(jìn)行平滑化。圖7是表示在圖1所示的X射線CT裝置1中，對(duì)安靜時(shí)(Rest) 的時(shí)刻tl的心肌部分的造影劑濃度Cmyo (x，y，tl)進(jìn)行平滑化而求 出flow reserve ( x，y )的方法以及血流信息的顯示例子的圖。圖7表示心肌的短軸橫截像。如圖7所示，例如在安靜時(shí)(Rest) 的時(shí)刻tl能夠求出作為0.5mmx0.5mmx0.5mm的體素內(nèi)的數(shù)據(jù)的心 肌部分的造影劑濃度Cmyo ( x，y，z，tl)的情況下，在x，y，z方向上對(duì)心 肌部分的造影劑濃度Cmyo (x，y，z，tl)進(jìn)行平均化，使得成為 10mmxlOmmxlOmm的體素內(nèi)的數(shù)據(jù)。這樣，可以抑制安靜時(shí)的心肌 部分的造影劑濃度Cmyo (x，y,z，tl)的噪音。另一方面，針對(duì)在藥劑負(fù)荷時(shí)(Stress)的時(shí)刻t2作為 0.5mmx0.5mmx0.5mm的體素內(nèi)的數(shù)據(jù)而求出的心肌部分的造影劑 濃度Cmyo ( x，y，z，t2 )，為了確保x、 y方向的分辨率，不進(jìn)行x、 y 方向的平均化。另外，可以只針對(duì)未要求分辨率的z方向，對(duì)藥劑負(fù) 荷時(shí)(Stress )的心肌部分的造影劑濃度Cmyo ( x，y，z，t2 )進(jìn)行平滑化。 通過(guò)對(duì)心肌部分的造影劑濃度Cmyo (x，y，z，t2)進(jìn)行平均化使得成為 例如2~4mm/pixel左右，而進(jìn)行方向的平滑化。即，藥劑負(fù)荷時(shí) (Stress )的心肌部分的造影劑濃度Cmyo ( x，y，z，t2 )僅在z方向上被 平均化，使得例如成為0.5mmx0.5mmx2mm的體素內(nèi)的數(shù)據(jù)。另外，如果根據(jù)被平滑化了的安靜時(shí)的心肌部分的造影劑濃度 Cmyo ( x，，y，，z，，tl)以及只在z方向上平滑化了的心肌部分的造影劑 濃度Cmyo (x，y，z，，，t2)來(lái)求出flow reserve (x，y),則可以減輕重疊 在安靜時(shí)的心肌部分的造影劑濃度Cmyo (x，y，z，tl)上的噪音，得到 平滑的flow reserve ( x，y)的數(shù)據(jù)群。但是，在冠狀動(dòng)脈血中的造影劑濃度Ca (t)被視為不一定的情況下，不能從公式(8)導(dǎo)出公式(9)。但是，在冠狀動(dòng)脈血中的造 影劑濃度Ca (t)的時(shí)間變化率為一定，或者造影劑濃度和CT值之 間具有線性的情況下，可以根據(jù)該冠狀動(dòng)脈血中的造影劑濃度的時(shí)間 性變化率來(lái)求出修正系數(shù)，并利用求出的修正系數(shù)對(duì)造影劑成分的血 流相對(duì)圖像進(jìn)行修正。例如如公式(14)所示，可以以某時(shí)刻tO的冠 狀動(dòng)脈血中的造影劑濃度Ca (t0)作為基準(zhǔn)，將與時(shí)刻t的冠狀動(dòng)脈 血中的造影劑濃度Ca (t)的比作為修正系數(shù)a (t)，通過(guò)將修正系 數(shù)a (t)乘以造影劑成分的血流相對(duì)圖像的CT值而進(jìn)行修正。a (t) =Ca (t) /Ca "O) ...... (14)進(jìn)而，在公式(5)中，可以如上述那樣根據(jù)在濃度遷移期間Tt 中收集到的特定部位A的心電圖同步CT圖像，求出濃度遷移期間 Tt的時(shí)刻t的左心室內(nèi)腔等的冠狀動(dòng)脈血中的造影劑濃度Ca (t)以 及特定心肌部位A的造影劑濃度Cmyo (t)。因此，也可以求出特定 心肌部位A處的Kl的值。在此，在設(shè)特定心肌部位A處的Kl的值為Kla，作為血流相對(duì) 圖寸象而求出的特定心肌部位A的血流灌流F的相對(duì)值R為Ra時(shí)，如 果如上所述那樣，根據(jù)Kl-ExF的關(guān)系而將對(duì)應(yīng)部位的血流灌流F的 相對(duì)值R乘以Kla/(ExRa)，則可以將對(duì)應(yīng)部位的血流灌流F的相 對(duì)值R變換為血流灌流F的絕對(duì)值，也就是說(shuō)，將Kla/(ExRa)視 為修正值，通過(guò)用修正值來(lái)修正血流相對(duì)圖像，可以變換為血流絕對(duì) 圖像(也稱為血流值圖像)。在該情況下，作為E-l.O，可以將Kla 視為血流。另外，作為修正值的Kla/ (ExRa)表示根據(jù)濃度遷移期間的多 個(gè)CT像而求出的造影劑濃度的變化速度。進(jìn)而，由于該對(duì)應(yīng)部位的血流絕對(duì)圖像和其他心肌灌流的斷層像 中的心肌部分的圖像強(qiáng)度具有值的連續(xù)性等關(guān)聯(lián)性，所以如果將其他 的心肌斷面的血流灌流F的相對(duì)值R也同樣乘以Kla/(ExRa)，則 對(duì)于心肌全體的斷層像，可以將血流灌流F的相對(duì)值R變換為血流灌 流F的絕對(duì)值。即，利用在濃度遷移期間求出的心肌血流絕對(duì)圖像，求出與在濃 度一定期間求出的同 一切片位置的心肌圖像的值的關(guān)系，由此可以將 在濃度一定期間求出的心肌全體中的血流相對(duì)圖像變換為血流絕對(duì) 圖像。另外，這樣將心肌的血流圖像從相對(duì)值變換為絕對(duì)值，可以得 到心肌全體中的局部心肌血流的絕對(duì)值的分布圖像。接著，詳細(xì)說(shuō)明X射線CT裝置1的各構(gòu)成要素。 造影劑注入裝置8具有根據(jù)來(lái)自計(jì)算機(jī)裝置3的控制信號(hào)被控 制，并依照一定的條件將造影劑持續(xù)地注入到被檢測(cè)體P的功能。造 影劑注入裝置8可以根據(jù)造影劑在被檢測(cè)體P內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，控制注入到 被檢測(cè)體P的造影劑的量以及濃度。心電圖儀9和與被檢測(cè)體P粘接的未圖示的電極相連接。心電 圖儀9具有以下功能經(jīng)由電極從被檢測(cè)體P檢測(cè)出心電信號(hào)(ECG 信號(hào))，根據(jù)檢測(cè)出的ECG信號(hào)生成被檢測(cè)體P的心電圖并提供給 計(jì)算機(jī)裝置3。高電壓發(fā)生裝置5構(gòu)成為根據(jù)來(lái)自計(jì)算機(jī)裝置3的控制信號(hào)， 在冠狀動(dòng)脈以及心肌部分的造影劑濃度Cmyo (t) 、 Ca (t)為一定 或具有線性的期間，與心電圖同步地向X射線管4提供管電流或管電 壓，能夠通過(guò)X射線檢測(cè)器6檢測(cè)出透過(guò)被檢測(cè)體P的X射線。進(jìn) 而，由X射線檢測(cè)器6檢測(cè)出的X射線檢測(cè)信號(hào)被提供給數(shù)據(jù)收集 部件7并被數(shù)字化，提供給計(jì)算機(jī)裝置3。另外，X射線CT裝置1具有以下功能為了知道造影劑通過(guò)心 肌左心室內(nèi)腔內(nèi)等部位而到達(dá)心肌的定時(shí)，監(jiān)視特定心肌部位，而動(dòng) 態(tài)地收集在遷移期間來(lái)自特定心肌部位上的任意切片位置的X射線 數(shù)據(jù)。在該遷移期間動(dòng)態(tài)收集到的特定心肌部位的數(shù)據(jù)也經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)收 集部件7被提供給計(jì)算機(jī)裝置3。另外，例如在特開2003-245275號(hào)公報(bào)中公開了用于得知造影劑 到達(dá)心肌而從濃度遷移期間Tt變?yōu)閰^(qū)間Tl (濃度一定期間)的定時(shí) 的技術(shù)例子。即，公開了以下的技術(shù)通過(guò)判定造影劑濃度(或者CT值)是否達(dá)到了規(guī)定的閾值的方法、將造影劑濃度(或者CT值)圖表化而 判定圖表的接線的傾斜角度是否達(dá)到規(guī)定角度的方法、或者將造影劑 濃度(或者CT值)圖表化而判定圖表是否達(dá)到峰值的方法等任意的 方法，來(lái)自動(dòng)地設(shè)定造影劑到達(dá)心肌的定時(shí)的技術(shù)。但是，也可以不 通過(guò)該方法，而對(duì)心電同步CT圖像、圖4所示那樣的造影刑濃度的 時(shí)間性變化曲線進(jìn)行圖表顯示，用戶可以通過(guò)目視任意地掌握造影劑 到達(dá)心肌的定時(shí)。計(jì)算機(jī)裝置3包括圖像處理裝置15、圖像顯示部件16、輸入部 件17以及掃描控制裝置18。掃描控制裝置18具有下述功能根據(jù)由 心電圖儀9收集到的心電圖將控制信號(hào)提供給高電壓發(fā)生裝置以及造 影劑注入裝置8并進(jìn)行控制，從而執(zhí)行心電圖同步CT的收集。特別地，掃描控制裝置18具有下述功能用任意的方法檢測(cè)出 從上述濃度遷移期間Tt變?yōu)閰^(qū)間Tl (濃度一定期間)的定時(shí)。另夕卜， 構(gòu)成為可以由掃描控制裝置18執(zhí)行預(yù)掃描和主掃描，預(yù)掃描通過(guò)使 未圖示的臥臺(tái)停止并在濃度遷移期間Tt收集特定心肌部位A的數(shù)據(jù)， 來(lái)生成心電圖同步CT圖像，主掃描通過(guò)使未圖示的臥臺(tái)移動(dòng)并在濃 度一定期間的區(qū)間Tl收集心肌全體的數(shù)據(jù)，來(lái)生成心電圖同步CT 圖像。另外，圖像處理裝置15將控制部件19作為中樞，包括經(jīng)過(guò)修正 處理等而將從數(shù)據(jù)收集部件7輸出的原始數(shù)據(jù)變換為投影數(shù)據(jù)的前處 理部件20、存儲(chǔ)投影數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)部件21、根據(jù)投影數(shù)據(jù)重構(gòu)CT圖像 數(shù)據(jù)的圖像重構(gòu)部件22、保存CT圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置23、從存儲(chǔ)裝 置23讀入CT圖像數(shù)據(jù)并生成心肌灌流像的心肌灌流信息生成系統(tǒng) 24。心肌灌流信息生成系統(tǒng)24具備圖像取得單元24a、切片厚度相 加單元24b、矩陣縮小單元24c、掩模處理單元24d、血流信息生成單 元24e、傾斜斷面變換單元24f、圖像合成單元24g以及顯示處理單元 24h。圖像取得單元24a具有從存儲(chǔ)裝置23讀入取得因造影劑產(chǎn)生的心肌造影CT圖像數(shù)據(jù)的功能；將取得的造影CT圖像數(shù)據(jù)提供給 其他心肌灌流信息生成系統(tǒng)24的構(gòu)成要素的功能。切片厚度相加單元24b具有以下功能從圖像取得單元24a接收 心肌的造影CT圖像數(shù)據(jù)并加上相鄰的切片間的造影CT值，或者通 過(guò)取平均值而降低切片方向的造影CT圖像數(shù)據(jù)的分辨率。矩陣縮小單元24c具有從圖像取得單元24a接收心肌的造影 CT圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)造影CT值實(shí)施相加處理以及相加平均處理的 一個(gè)，從而縮小矩陣的功能。即，作為用于通過(guò)切片厚度相加單元24b以及矩陣縮小單元24c 來(lái)求出flow reserve (x，y)的前處理，可以進(jìn)行用于降低噪音的平滑 化處理。掩模處理單元24d具有下述功能通過(guò)從圖像取得單元24a接收 心肌造影CT圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行掩模處理，抽出心肌部分中存在血流的 區(qū)域。血流信息生成單元24e具有通過(guò)上述的方法，生成由掩模處理 單元24d抽出的血流區(qū)域的血流圖像、flow reserve (x，y)等血流信 息的功能。即，血流信息生成單元24e具有以下功能在由掩模處理 單元24d抽出的血流區(qū)域中，作為血流圖像之一的血流相對(duì)圖像，通 過(guò)從心肌造影CT圖像數(shù)據(jù)只減去心肌的CT值，來(lái)生成表示血流灌 流F的相對(duì)值R的造影劑成分的圖像的功能；以及生成flow reserve (x，y)等血流信息的功能。另外，血流信息生成單元24e具有在冠狀動(dòng)脈血中的造影劑濃 度Ca (t)不一定的情況下，求出上述修正系數(shù)a (t)并對(duì)造影劑成 分的血流相對(duì)圖像、flow reserve (x，y)等血流信息進(jìn)行修正的功能。進(jìn)而，血流信息生成單元24e具有下述功能從圖像取得單元 24a接收在濃度遷移期間Tt中收集到的特定部位A的心電圖同步CT 圖像，求出上述的特定心肌部位A的Kl的值的功能；以及通過(guò)利用 求出的Kl將血流灌流F的相對(duì)值R變換為血流灌流F的絕對(duì)值，而 生成血流絕對(duì)圖像的功能。傾斜斷面變換單元24f具有以下功能對(duì)由血流信息生成單元 24e所生成的心肌血流圖^f象和flow reserve ( x，y )等血流信息的斷面 進(jìn)行變換，生成任意斷面的斷面圖像，例如以心肌的長(zhǎng)度方向?yàn)檩S的 環(huán)狀斷面圖像、任意斷面的flow reserve ( x，y )等血流信息。圖像合成單元24g具有以下功能生成矩陣縮小處理以及切片間 的造影CT值相加之前的高分辨率的心肌圖像，即，將從圖像取得單 元24a接收到的心肌的造影CT圖像數(shù)據(jù)中的掩模區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)和 由血流信息生成單元24e生成的心肌血流圖像、血流信息進(jìn)行了合成 的圖像，可以將掩模區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)和心肌的血流圖像、血流信息進(jìn) 行重合后，在同位置畫面上調(diào)整各個(gè)圖像的透明度等任意值并進(jìn)行顯 示。即，可以通過(guò)圖像合成處理來(lái)重疊顯示由血流信息生成單元24e 生成的血流圖像、血流信息。例如，可以如圖5或圖7所示那樣，將 表示安靜時(shí)和藥劑負(fù)荷時(shí)的心肌血流的增加比的flow reserve ( x，y ) 的值與造影CT圖像上的對(duì)應(yīng)位置x，y重疊并顯示。另外，也可以在 心肌部分中顯示flow reserve ( x，y )的值，在其他部位進(jìn)行圖像合成 處理使得顯示安靜時(shí)、藥劑負(fù)荷時(shí)的造影CT圖像。另外，也可以在 冠狀動(dòng)脈的3維顯示中對(duì)flow reserve ( x，y )進(jìn)行合成(fusion )。顯示處理單元24h具有以下功能將用于顯示分別由血流信息生 成單元24e、傾斜斷面變換單元24f以及圖像合成單元24g生成的血 流圖像、血流信息、傾斜斷面圖像、合成圖像等各個(gè)圖像的圖像信號(hào) 提供給圖像顯示部件16進(jìn)行顯示；設(shè)定在所顯示的各個(gè)圖像中可以 視覺(jué)識(shí)別血流圖像、血流信息的顯示條件。另外，顯示處理單元24h構(gòu)成為在設(shè)定圖像的顯示條件時(shí)，在圖 像顯示部件16上顯示用于指示顯示條件的設(shè)定的圖像，另一方面從 輸入部件17取得圖像的顯示條件的指示。接著，說(shuō)明X射線CT裝置l的作用。圖8是表示由圖l所示的X射線CT裝置l求出心肌的血流信息 并顯示時(shí)的順序的一個(gè)例子的流程圖，圖中對(duì)S標(biāo)注了數(shù)字的符號(hào)表示流程圖的各步驟。首先，在步驟S1中，根據(jù)來(lái)自掃描控制裝置18的控制信號(hào)來(lái)控 制造影劑注入裝置8，如圖4所示，依照一定的條件，從造影劑注入 裝置8將造影劑持續(xù)地注入被檢測(cè)體P。另外，通過(guò)掃描控制裝置18的控制來(lái)執(zhí)行使未圖示的臥臺(tái)停止 了的預(yù)掃描。另外，為了知道造影劑通過(guò)心肌左心室內(nèi)腔內(nèi)等部位到 達(dá)心肌的定時(shí)，監(jiān)視特定心肌部位，而在心肌區(qū)域的造影劑濃度Cmyo (O比左心室內(nèi)腔的造影劑濃度Ca (t)充分小的遷移期間中，心電 同步地動(dòng)態(tài)地收集特定心肌部位上的任意切片位置的造影CT圖像數(shù) 據(jù)。即，經(jīng)由與被檢測(cè)體P粘接而設(shè)置的未圖示的電極，由心電圖 儀9檢測(cè)ECG信號(hào)。然后，由心電圖儀9取得心電圖，并提供給掃 描控制裝置18。進(jìn)而，根據(jù)由心電圖儀9取得的心電圖，將控制信號(hào) 從掃描控制裝置18提供給高電壓發(fā)生裝置5。因此，與心電波形同步 地從高電壓發(fā)生裝置5向X射線管4供給管電流、管電壓，向被檢測(cè) 體P照射X射線。由X射線檢測(cè)器6檢測(cè)出照射被檢測(cè)體P并透過(guò)被檢測(cè)體P的 X射線。將作為X射線檢測(cè)器6的輸出的X射線檢測(cè)信號(hào)提供給數(shù)據(jù) 收集部件7并生成被數(shù)字化了的原始數(shù)據(jù)。數(shù)字收集部件7將生成的 原始數(shù)據(jù)提供給前處理部件20，前處理部件20對(duì)原始數(shù)據(jù)施加各種 修正處理等前處理而變換為投影數(shù)據(jù)。在將前處理部件20所得到的 投影數(shù)據(jù)暫時(shí)保存在存儲(chǔ)部件21中后，提供給圖像重構(gòu)部件22。然 后，在圖像重構(gòu)部件22中，根據(jù)投影數(shù)據(jù)重構(gòu)CT圖像數(shù)據(jù)，將重構(gòu) 的CT圖像數(shù)據(jù)寫入到存儲(chǔ)裝置23并保存。另外，由于向被檢測(cè)體P注入造影劑，所以保存在存儲(chǔ)裝置23 中的CT圖像數(shù)據(jù)為造影CT圖像數(shù)據(jù)。另外，由于與心電圖同步地 收集CT圖像，所以在心肌的收縮或擴(kuò)張期能夠得到心肌各部分的同 一時(shí)期的心肌造影的體軸橫斷圖像。另外，由圖像取得單元24a取得 保存在存儲(chǔ)裝置23中的造影CT圖像數(shù)據(jù)，并提供給心肌灌流信息生成系統(tǒng)24。進(jìn)而，在經(jīng)過(guò)遷移期間后，成為被檢測(cè)體P的動(dòng)脈血中的造影 劑濃度Ca (t)可被視為一定、或者時(shí)間性變化率可被視為一定的狀 態(tài)。另外，成為心肌部分的造影劑濃度Cmyo (t)也可被視為一定的 狀態(tài)。因此，通過(guò)掃描控制裝置18用上述任意方法自動(dòng)地檢測(cè)出造影 劑到達(dá)心肌的定時(shí)。其中，也可以對(duì)心電同步CT圖像、圖4所示那 樣的造影劑濃度的時(shí)間性變化曲線進(jìn)行圖表顯示，用戶通過(guò)目視任意 地掌握造影劑到達(dá)心肌的定時(shí)，接著，在步驟S2中，通過(guò)掃描控制裝置18的控制，根據(jù)需要在 經(jīng)過(guò)了一定的延遲時(shí)間的定時(shí)下，開始使未圖示的臥臺(tái)移動(dòng)的安靜時(shí) 的主掃描。另外，在安靜時(shí)的心肌部分的造影劑濃度Cymo (t)可被 視為一定的期間，心電同步地收集心肌全體的造影CT圖像數(shù)據(jù)。接著，在步驟S3中，通過(guò)掃描控制裝置18的控制，開始藥劑負(fù) 荷時(shí)的主掃描。然后，在藥劑負(fù)荷時(shí)的心肌部分的造影劑濃度Cmyo (t)可被視為一定的期間，心電同步地收集心肌全體的造影CT圖像 數(shù)據(jù)。然后，可以由心肌灌流信息生成系統(tǒng)24根據(jù)如上述那樣收集到 的安靜時(shí)以及藥劑負(fù)荷時(shí)的心肌造影CT圖像數(shù)據(jù)，來(lái)生成血流圖像、 flow reserve (z，y)等血流信息。在此，如果生成了心肌造影CT圖像數(shù)據(jù)的分辨率的血流圖像、 血流信息，則有可能受到噪音的影響。因此，作為血流圖像、血流信 息的生成的前處理，根據(jù)需要對(duì)心肌造影CT圖像數(shù)據(jù)實(shí)施特定方向上的分辨率降低處理。即，在步驟S4中，切片厚度相加單元24b從圖像取得單元24a 接收安靜時(shí)以及藥劑負(fù)荷時(shí)的心肌造影CT圖像數(shù)據(jù)，并與相鄰的多 個(gè)切片的造影CT值相加，或者通過(guò)取平均而進(jìn)行切片方向z的造影 CT圖像數(shù)據(jù)的分辨率降低處理。例如心肌的造影CT圖像數(shù)據(jù)的切 片厚度一般為0.5mm左右，由于作為血流圖像或血流信息生成用而使用心肌造影CT圖像數(shù)據(jù)，所以能夠降低切片方向z的分辨率使得切 片厚度為3mm、 5mm或10mm左右。進(jìn)而，在步驟S5中，矩陣縮小單元24c對(duì)各切片的心肌造影CT 圖像數(shù)據(jù)的造影CT值進(jìn)行相加，或者通過(guò)取平均而執(zhí)行矩陣的縮小 處理。即，針對(duì)用于血流圖像、安靜時(shí)的flow reserve (x，y)的計(jì)算 的造影CT圖像數(shù)據(jù)，執(zhí)行與切片平行的x，y方向的平滑化處理。另外，切片厚度的相加處理以及矩陣縮小處理的處理順序也可以 是相反的，是任意的。接著，在步驟S6中，如果分辨率的降低處理結(jié)束，則通過(guò)掩模 處理單元24d對(duì)安靜時(shí)以及藥劑負(fù)荷時(shí)的各自心肌造影CT圖像數(shù)據(jù) 實(shí)施掩模處理，抽出心肌造影CT圖像數(shù)據(jù)中的存在血流的區(qū)域。接著，在步驟S7中，血流信息生成單元24e從掩模處理后的存 在血流的區(qū)域中的安靜時(shí)以及藥劑負(fù)荷時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)減去心 肌的CT值a，生成相當(dāng)于血流相對(duì)圖像的心肌造影劑濃度Cmyo (x,y，tl )、 Cmyo( x，y，t2 )。進(jìn)而，根據(jù)心肌造影劑濃度Cmyo( x，y，tl )、 Cmyo ( x，y，t2 )計(jì)算flow reserve ( x，y) 。 flow reserve ( x，y )的計(jì)算 可以如上所述那樣，使用LV內(nèi)的造影劑濃度Ca (tl) 、 Ca (t2)或 變換函數(shù)f (MBA)。圖9是表示由圖1所示的X射線CT裝置1根據(jù)心肌造影CT9(a)是分辨率降低處理后的各個(gè)切片的心肌造影CT圖像 數(shù)據(jù)。由掩模處理單元24d對(duì)圖9(a)所示的心肌的各個(gè)造影CT圖 像數(shù)據(jù)實(shí)施掩模處理，抽出圖9(b)所示那樣的存在血流的區(qū)域。圖 9(b)是為了以左心室心肌為中心使CT值成為從O到150之間而實(shí) 施了掩模處理的例子.可以確認(rèn)抽出了存在血流的區(qū)域。進(jìn)而，通過(guò)血流信息生成單元24e執(zhí)行圖9(b)所示那樣的從 所抽出的造影CT圖像數(shù)據(jù)減去心肌的CT值的減法處理，得到造影 劑成分的圖像。圖9 (c)是血流信息生成單元24e進(jìn)行的相減處理而 得到的造影劑成分的圖像，即心肌灌流像，將心肌的CT值作為34從造影CT圖像數(shù)據(jù)一律減去(back cut)的例子。通過(guò)該計(jì)算從圖 像除去心肌成分。另外，在冠狀動(dòng)脈血中的造影劑濃度Ca (t)不能可被視為一定 的情況下，由血流信息生成單元24e如公式(14)那樣求出修正系數(shù) a (t)，將造影劑成分的圖像乘以修正系數(shù)a (t)而進(jìn)行修正。接著，根據(jù)需要，由血流信息生成單元24e根據(jù)在濃度遷移期間 Tt中動(dòng)態(tài)收集到的特定心肌部位A上的切片位置的造影CT圖像數(shù) 據(jù)，將心肌灌流的相對(duì)值變換為血流灌流的絕對(duì)值。因此，首先根據(jù) 在濃度遷移期間Tt中動(dòng)態(tài)收集到的心電圖同步CT圖像，求出濃度遷 移期間Tt的時(shí)刻t的左心室內(nèi)腔的造影劑濃度Ca (t)以及特定心肌 部位A的造影劑濃度Cmyo (t)。在濃度遷移期間Tt中，公式(2)所示的近似式成立，根據(jù)公式 (5)，用被稱為patlak描繪法的方法，根據(jù)左心室內(nèi)腔的造影劑濃 度Ca (t)以及特定心肌部位A的造影劑濃度Cmyo (t)求出特定心 肌部位A的K1。另外，根據(jù)特定心肌部位A的Kl的值Kla以及血 流灌流F的相對(duì)值Ra求出Kla/ ( ExRa )，通過(guò)將對(duì)應(yīng)部位的血流 灌流F的相對(duì)值R乘以Kla/(ExRa)，得到血流灌流F的絕對(duì)值。 其結(jié)果是從血流相對(duì)圖像得到血流絕對(duì)圖像。另外，血流絕對(duì)閨像和血流相對(duì)圖像在顯示上實(shí)質(zhì)是相同的，只點(diǎn)是不同的。另外，其他的心肌灌流的斷層像的心肌部分的圖像強(qiáng)度和對(duì)應(yīng)部 位的血流絕對(duì)圖像具有值的連續(xù)性等的關(guān)聯(lián)性，因此將其他心肌斷面 的血流灌流F的相對(duì)值R也同樣乘以Kla/(ExRa)，對(duì)于心肌全體 的斷層像，將血流灌流F的相對(duì)值R變換為血流灌流F的絕對(duì)值。 這樣，心肌的血流圖像從相對(duì)值變換為絕對(duì)值，由血流信息生成單元 24e得到心肌全體中的局部心肌血流的絕對(duì)值的分布圖像。另外，這樣生成的心肌灌流像以及flow reserve ( x，y)被供給診 斷。進(jìn)而，根據(jù)需要，為了診斷簡(jiǎn)單化，對(duì)心肌灌流像以及flow reserve26(x，y)實(shí)施各種處理。例如，在步驟S8中，通過(guò)傾斜斷面變換單元24f對(duì)心肌灌流像 和flow reserve ( x,y )的斷面實(shí)施變換處理，生成心肌灌流像和flow reserve (x，y)的傾斜斷面圖像。另外，也可以在步驟S3之后實(shí)施該 步驟S8。進(jìn)而，通過(guò)將心肌灌流像或flow reserve ( x，y )與心肌圖像合成 進(jìn)行顯示，可以提高診斷時(shí)的方便性。因此，在步驟S9中，圖像合成單元24g從圖像取得單元24a接 收矩陣縮小處理以及切片間的造影CT值相加前的高分辨率的心肌圖 像，并生成與心肌灌流像或flow reserve ( x，y )進(jìn)行了合成的圖像。進(jìn)而，將由血流信息生成單元24e、傾斜斷面變換單元24f以及 圖像合成單元24g分別生成的血流圖像、flow reserve ( x，y )、傾斜 斷面圖像、合成圖像等各個(gè)圖像提供給顯示處理單元24h。然后，從 顯示處理單元24h將用于顯示各個(gè)圖像的圖像信號(hào)提供給圖像顯示部 件16進(jìn)行顯示。這樣，可以將例如圖5或圖7所示那樣的安靜時(shí)(Rest)的心肌 部分造影CT圖像、藥劑負(fù)荷時(shí)(Stress )的心肌部分造影CT圖像以 及flow reserve (x，y)分別作為血流信息并列顯示在圖像顯示部件16 上。圖IO是表示在圖1所示的X射線CT裝置1的圖像顯示部件16 上自動(dòng)i殳定顯示條件而顯示flow reserve (x，y)的例子的圖。如圖10所示那樣，在圖像顯示部件16的畫面上顯示flow reserve (x，y) 30、用于指示顯示條件的自動(dòng)設(shè)定的自動(dòng)(AUTO)按鈕31 以及亮度刻度32。也就是說(shuō)，圖IO表示進(jìn)行亮度顯示使得可以通過(guò) 灰色刻度識(shí)別flow reserve (x，y)的情況下的例子。另外，在圖10中， 在心肌部分的flow reserve (x，y)上重疊顯示其他部位，如果通過(guò)輸入部件17的操作按下自動(dòng)(AUTO)按鈕31，則從 輸入部件17將顯示條件的自動(dòng)設(shè)定的指示提供給顯示處理單元24h。 這樣，通過(guò)顯示處理單元24h將亮度刻度(窗口水平)的上限值WU、下限值WL、上限值和下限值之間的窗口水平寬度WW自動(dòng)地設(shè)定為 適合于顯示flow reserve ( x,y )的值。另外，通過(guò)彩色地顯示出WU和WL的范圍，也可以顯示為能 夠識(shí)別出心肌部分的flow reserve ( x，y )。在進(jìn)行彩色顯示的情況下， 例如可以視覺(jué)地分為16階段，或者根據(jù)想要識(shí)別的階段而具有16階 段以上或16階段以下的灰度等級(jí)。上述那樣的X射線CT裝置1以及心肌灌流信息生成系統(tǒng)24在 藥劑負(fù)荷時(shí)以及安靜時(shí)的造影劑濃度為 一定的期間中，分別收集造影 CT圖像，并根據(jù)分別包含在藥劑負(fù)荷時(shí)以及安靜時(shí)的造影CT圖像 中的血流信息，為了診斷用而求出flow reserve所代表的血流信息并 進(jìn)行顯示。因此，才艮據(jù)X射線CT裝置1以及心肌灌流信息生成系統(tǒng)24， 可以在降低對(duì)被檢測(cè)體的造影劑注入量以及因X射線產(chǎn)生的輻射的 同時(shí)，在更短的時(shí)間內(nèi)作成對(duì)診斷有用的血流信息。即，以前是與心 肌圖像取得用的掃描不同地個(gè)別地進(jìn)行血流信息取得用的掃描，但根 據(jù)X射線CT裝置1以及心肌灌流信息生成系統(tǒng)24,可以不追加血流 信息取得用的掃描，而從由心肌圖像取得用掃描所得到的冠狀動(dòng)脈造 影CT圖像數(shù)據(jù)和心肌造影CT圖像數(shù)據(jù)等信息，取得有用的血流信 息。另外，以上，通過(guò)從心肌造影CT圖像數(shù)據(jù)只減去心肌的CT值 而生成血流圖像、flow reserve等血流信息，但也可以根據(jù)臨床目的， 通過(guò)從心肌的造影CT圖像數(shù)據(jù)減去對(duì)心肌的CT值加減乘除了一定 的值、即通過(guò)心肌CT得到的一定值，從而生成血流圖像、flow reserve 等血流信息。另外，不僅可以根據(jù)被檢測(cè)體的安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的血流信息 求出flow reserve,也可以求出其他的對(duì)診斷有用的血流信息。
權(quán)利要求
1.一種X射線CT裝置，其特征在于包括圖像生成單元，從被持續(xù)注入造影劑的被檢測(cè)體的安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的心肌部分，分別收集上述造影劑的濃度可被視為一定的狀態(tài)下的安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的投影數(shù)據(jù)，根據(jù)收集到的上述安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的投影數(shù)據(jù)，分別重構(gòu)安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)；血流信息取得單元，根據(jù)基于上述安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)求出的第一血流信息以及基于上述非安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)求出的第二血流信息，來(lái)求出第三血流信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于 上述血流信息取得單元構(gòu)成為求出血流預(yù)備能力作為上述第三血流信息o
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于 上述血流信息取得單元構(gòu)成為通過(guò)計(jì)算上述安靜時(shí)的上述心肌部分的上述造影劑濃度和上述非安靜時(shí)的上述心肌部分的上述造影 劑濃度的比，來(lái)求出血流預(yù)備能力作為上述第三血流信息。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于 上述血流信息取得單元構(gòu)成為根據(jù)上述安靜時(shí)的上述心肌部分的上述造影劑濃度和上述非安靜時(shí)的上述心肌部分的上述造影劑濃 度，求出血流預(yù)備能力作為上述第三血流信息，用上述安靜時(shí)以及上 述非安靜時(shí)的心臟內(nèi)腔或冠狀動(dòng)脈的濃度，修正上迷安靜時(shí)以及上述非安靜時(shí)的上述心肌部分的濃度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于 上述血流信息取得單元具備變換單元，根據(jù)心肌部分和心臟左心室內(nèi)腔內(nèi)或冠狀動(dòng)脈血中之間的上述造影劑濃度比，來(lái)求出與上述 濃度比為非線性的對(duì)應(yīng)關(guān)系的上述第三血流信息。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的X射線CT裝置，其特征在于上述血流信息取得單元構(gòu)成為將上述安靜時(shí)的上述心肌部分和 心臟左心室內(nèi)腔內(nèi)或冠狀動(dòng)脈血中之間的上述造影劑濃度比作為安 靜時(shí)的濃度比，將上述非安靜時(shí)的上述心肌部分和上述心臟左心室內(nèi) 腔內(nèi)或上述冠狀動(dòng)脈血中之間的上述造影劑濃度比作為非安靜時(shí)的 濃度比，通過(guò)計(jì)算上述安靜時(shí)的濃度比和上述非安靜時(shí)的濃度比，來(lái)求出作為血流預(yù)備能力的Flow reserve作為上述第三血流信息。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于 上述血流信息取得單元構(gòu)成為將上述安靜時(shí)的上述心肌部分和心臟左心室內(nèi)腔內(nèi)或冠狀動(dòng)脈血中之間的上述造影劑濃度比作為安 靜時(shí)的濃度比，將上述非安靜時(shí)的上述心肌部分和上述心臟左心室內(nèi) 腔內(nèi)或上述冠狀動(dòng)脈血中之間的上述造影劑濃度比作為非安靜時(shí)的 濃度比，并且將使心肌血流量變換為上述心肌部分和上述心臟左心室 內(nèi)腔內(nèi)或上述冠狀動(dòng)脈血中之間的上述造影劑濃度比的函數(shù)作為變 換函數(shù)，通過(guò)計(jì)算將上述安靜時(shí)的濃度比代入上述變換函數(shù)的逆函數(shù) 的值和將上述非安靜時(shí)的濃度比代入上述變換函數(shù)的逆函數(shù)的值之 間的比，從而求出作為血流預(yù)備能力的flow reserve作為上述第三血流信息。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于 上述血流信息取得單元構(gòu)成為在心肌的短軸橫斷像上的至少1個(gè)方向上對(duì)上述第一血流信息進(jìn)行平滑化，利用平滑化后的第一血流 信息求出上述第三血流信息。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于還包括 顯示單元，顯示上述第一血流信息、上述第二血流信息以及上述第三血流信息。
10. —種心肌灌流信息生成系統(tǒng)，其特征在于包括圖像取得單元，從被持續(xù)注入造影劑的被檢測(cè)體的安靜時(shí)以及非 安靜時(shí)的心肌部分，取得上述造影劑的濃度可被視為一定的狀態(tài)下的 安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)；血流信息取得單元，根據(jù)基于上述安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)求出的第一血流信息以及基于上述非安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)求出的 第二血流信息，來(lái)求出第三血流信息。
11. 一種X射線診斷方法，其特征在于包括從被持續(xù)注入造影劑的被檢測(cè)體的安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的心肌 部分，分別收集上述造影劑的濃度可被視為一定的狀態(tài)下的安靜時(shí)以 及非安靜時(shí)的投影數(shù)據(jù)，根據(jù)收集到的上述安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的投 影數(shù)據(jù)，分別重構(gòu)安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)；根據(jù)基于上述安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)求出的第一血流信息 以及基于上述非安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)求出的第二血流信息，來(lái) 求出第三血流信息。
12. —種心肌灌流信息生成方法，其特征在于包括 從被持續(xù)注入造影劑的被檢測(cè)體的安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的心肌部分，取得上述造影劑的濃度可被視為一定的狀態(tài)下的安靜時(shí)以及非 安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)；根據(jù)基于上述安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)求出的第一血流信息 以及基于上述非安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)求出的第二血流信息，來(lái) 求出第三血流信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種X射線CT裝置，其具有圖像生成單元以及血流信息取得單元。圖像生成單元從被持續(xù)注入造影劑的被檢測(cè)體的安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的心肌部分，分別收集造影劑的濃度可被視為一定的狀態(tài)下的安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的投影數(shù)據(jù)，根據(jù)收集到的安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的投影數(shù)據(jù)，分別重構(gòu)安靜時(shí)以及非安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)。血流信息取得單元根據(jù)基于上述安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)求出的第一血流信息以及基于上述非安靜時(shí)的造影CT圖像數(shù)據(jù)求出的第二血流信息，求出第三血流信息。
文檔編號(hào)A61B6/03GK101259023SQ20081008371
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月9日
發(fā)明者市原隆 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝;東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社