X射线诊断装置.pdf

本发明提供一种X射线诊断装置，具有：产生X射线的X射线产生部(1、4)；检测透过了被检查体的X射线的X射线检测部(2)；由操作者操作的X射线曝射操作部(3)；和系统控制部(10)，在X射线曝射操作部被操作之后，在被检查体的心跳相位到达特定相位的时刻，为了使X射线产生部开始产生X射线，而控制X射线产生部。

权利要求书
1.  一种X射线诊断装置，其特征在于，具有：
产生X射线的X射线产生部；
检测透过了被检查体的X射线的X射线检测部；
由操作者操作的X射线曝射操作部；和
控制部，在上述X射线曝射操作部被操作之后，在上述被检查体的心跳相位到达特定相位的时刻，为了使上述X射线产生部开始产生X射线，而控制上述X射线产生部。

2.  如权利要求1所述的X射线诊断装置，其特征在于，
在上述X射线产生部开始产生X射线后的第规定次数的上述特定相位的时刻，上述控制部产生与造影剂注入开始有关的信号。

3.  如权利要求1所述的X射线诊断装置，其特征在于，
在上述被检查体的心跳波形中产生R波的时刻，上述控制部使上述X射线产生部开始产生X射线。

4.  如权利要求1所述的X射线诊断装置，其特征在于，
在从上述与造影剂注入开始有关的信号的产生时刻开始、到上述被检查体的心跳相位到达特定相位的时刻为止的期间，上述控制部中止上述X射线的产生。

5.  一种X射线诊断装置，其特征在于，具有：
产生X射线的X射线产生部；
检测透过了被检查体的X射线的X射线检测部；
由操作者操作的X射线曝射操作部；和
控制部，在上述X射线曝射操作部被操作之后，在比上述被检查体的心跳相位到达特定相位的时刻早规定时间的时刻，为了使上述X射线产生部开始产生X射线，而控制上述X射线产生部。

6.  如权利要求5所述的X射线诊断装置，其特征在于，
在上述X射线产生部开始产生X射线后的第规定次数的上述特定相位的时刻，上述控制部产生与造影剂注入开始有关的信号。

7.  如权利要求5所述的X射线诊断装置，其特征在于，
在比上述被检查体的心跳波形中产生R波的时刻早规定时间的时刻，上述控制部使上述X射线产生部开始产生X射线。

8.  如权利要求5所述的X射线诊断装置，其特征在于，
在从上述与造影剂注入开始有关的信号的产生时刻开始、到上述被检查体的心跳相位到达特定相位的时刻为止的期间，上述控制部中止上述X射线的产生。

9.  一种X射线诊断装置，其特征在于，具有：
产生X射线的X射线产生部；
检测透过了被检查体的X射线的X射线检测部；和
控制部，在从上述X射线产生部产生X射线之后，在上述被检查体的心跳相位到达特定相位特定次数的时刻，产生与造影剂注入开始有关的信号。

10.  如权利要求9所述的X射线诊断装置，其特征在于，还具有：
显示部，显示对应于上述与造影剂注入开始有关的信号的图标或消息。

11.  一种X射线诊断装置，其特征在于，具有：
产生X射线的X射线产生部；
检测透过了被检查体的X射线的X射线检测部；和
控制部，为了根据上述被检查体的心跳数来改变上述X射线的脉冲宽度，而控制上述X射线产生部。

12.  一种X射线诊断装置，其特征在于，具有：
产生X射线的X射线产生部；
检测透过了被检查体的X射线的X射线检测部；和
控制部，为了根据上述被检查体的心跳相位来改变上述X射线的脉冲宽度和帧速率中的至少一方，而控制上述X射线产生部。

13.  如权利要求12所述的X射线诊断装置，其特征在于，
上述控制部根据上述被检查体的心跳相位，使上述X射线的脉冲宽度在第1脉冲宽度和比上述第1脉冲宽度长的第2脉冲宽度之间交替。

14.  如权利要求13所述的X射线诊断装置，其特征在于，
上述控制部在规定的多个相位期间中，将上述X射线的脉冲宽度设定为上述第2脉冲宽度。

15.  一种X射线诊断装置，其特征在于，具有：
产生X射线的X射线产生部；
检测透过了被检查体的X射线的X射线检测部；和
控制部，为了根据上述被检查体的心跳数和心跳相位来改变上述X射线的脉冲宽度和帧速率中的至少一方，而控制上述X射线产生部。

说明书X射线诊断装置
相关申请的交叉引用
本发明基于并要求2007年3月30日提交的在先日本专利申请No.2007-094689的优先权，该申请的全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及应对心脏等的造影检查的X射线诊断装置。
背景技术
在心脏的X射线造影检查和干预中掌握血管、心脏的形状和功能非常重要。但是，心脏与其它部位不同，无法避免活动，因此还是以利用投影(投影数据)来掌握为主。
但是，近年来，逐渐开始开发在心脏区域的应用。其中包括生成冠状动脉的数字减影血管造影(digital subtraction angio，DSA)图像、辨别从冠状动脉向心肌的灌注(perfusion)、局部/整体地生成冠状动脉的三维构造。
为了生成冠状动脉的DSA图像，需要几乎没有造影剂的影响的图像来作为最低限度一次心跳的良好的掩模像(mask image)。但是，有时造影剂注入开始的定时过早，难以收集到一次心跳的良好的掩模像。这在生成DSA图像方面是个致命的问题。在辨别从冠状动脉向心肌的灌注的情况下，也存在发生同样问题的危险性。
在局部或整体地生成冠状动脉的三维构造的情况下，活动比较少的舒张末期的图像是关键。例如，在仅着眼于关注区域、通过修正该部分的活动来生成局部的三维构造的方法中，向舒张末期的图像指示关注区域。
但是，在过了舒张末期之后立即开始摄影的情况下，存在进入任意的摄影区间中的舒张末期的个数减少的危险性。这种情况下指示的信息量少，因此信息不足，结果存在不能良好地进行重构的风险。
另一方面，在整体地生成冠状动脉的三维构造的情况下，仅利用舒张末期的图像并通过重构来进行少的信息下的重构。在这种方法中，舒张末期少一个或多一个都会对画质产生大的影响。
发明内容
本发明的目的在于，以少的射线量收集必要的心跳相位的图像。
本发明第1方面提供一种X射线诊断装置，其特征在于，具有：产生X射线的X射线产生部；检测透过了被检查体的X射线的X射线检测部；由操作者操作的X射线曝射操作部；和控制部，在上述X射线曝射操作部被操作之后，在上述被检查体的心跳相位到达特定相位的时刻，为了使上述X射线产生部开始产生X射线，而控制上述X射线产生部。
本发明第2方面提供一种X射线诊断装置，其特征在于，具有：产生X射线的X射线产生部；检测透过了被检查体的X射线的X射线检测部；和控制部，为了根据上述被检查体的心跳数来改变上述X射线的脉冲宽度，而控制上述X射线产生部。
本发明的其它目的和优点将在以下的说明中阐述，并且部分从该说明是显而易见的，或者可以通过实践本发明而得知。本发明的目的和优点可以通过后述特别指出的手段和组合来实现和获得。
附图说明
结合在说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的当前优选实施方式，并且与以上给出的一般性说明和以下给出的优选实施方式的具体说明一起，用于解释本发明的原理。
图1是示出本发明实施方式的X射线诊断装置的结构的图。
图2是示出图1的系统控制部内的与X射线产生信号的产生部分有关的结构的图。
图3是示出本实施方式中的X射线产生信号和造影剂注入信号的定时的图。
图4是示出本实施方式中的X射线产生信号和造影剂注入信号的其它定时的图。
图5是示出在图1的系统控制部的控制下相对于心跳数变化的帧速率的变化的图。
图6是示出在图1的系统控制部的控制下相对于心跳数变化的X射线的脉冲宽度的变化的图。
图7是示出本实施方式中的X射线产生信号和造影剂注入信号的其它定时的图。
图8是示出心跳相位与心脏活动的关系的图。
图9是示出本实施方式中的对应低速的脉冲宽度/心跳数曲线的图。
图10是示出本实施方式中的根据心跳相位来动态地改变脉冲宽度的状态的图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。
在本实施方式的概要中，以前是从摄影开始触发接通的瞬间开始摄影，但在本实施方式中进一步在心跳相位到达预定的心跳相位的瞬间、或者比该预定时刻早一定时间来开始摄影。由此不会过度或不足地有效收集必要的心跳相位的图像。另外，从摄影开始经过至少1个周期后指示开始造影。由此可以可靠地收集必要的信息(必要周期的掩模像)。
图1示出本实施方式的X射线诊断装置的结构。本实施方式的X射线诊断装置100具有产生用于向被检查体150照射的X射线的X射线产生部1。X射线产生部1具有产生X射线的X射线管15和用于形成X射线的照射视野的X射线光阑器16。高电压产生部4的高电压产生器42在X射线控制部41的控制下向X射线管15施加高电压，供给灯丝电流。由此从X射线管15产生X射线。X射线管15由C形臂5保持，C形臂5至少可关于正交的3个轴自由旋转地由臂旋转移动机构31支持。X射线检测部2的平面检测器21被保持在与X射线管15相对的C形臂5上的位置和方向上。
平面检测器21具有例如排列成二维状的多个半导体检测元件。透过了可自由移动地由床的顶板移动机构32支持的顶板17上所载置的被检查体150的X射线由平面检测器21的多个半导体检测元件变换成电荷并蓄积。所蓄积的电荷通过栅极驱动器22的栅极驱动，针对每个半导体检测元件或者每个信道单位，作为电流信号读出。投影数据生成部13的电荷电压变换器23针对每个半导体检测元件或者每个信道单位，将从平面检测器21读出的电流信号变换成电压信号。模拟数字(A/D)转换器24针对每个半导体检测元件或者每个信道单位，将由电荷电压变换器23变换后的电压信号转换成数字信号，并作为图像数据输出。图像数据管理部7的图像数据存储部72存储原始的图像数据或由图像运算部71运算的图像数据。图像显示部8为了显示从图像数据存储部72读出的图像数据，具有显示用数据生成部81、数字模拟(D/A)转换部82和监视器83。
载置在上述顶板17上的被检查体150上安装有心电图收集部6。心电图收集部6具有测量被检查体150的心电图的功能，并且具有从该心电图波形中检测出医师等希望的特定的心跳相位、从而重复产生脉冲状的心电触发信号的功能。该特定的心跳相位可以由医师等通过自由设定来指定，也可以针对每个摄影程序或每个摄影模式(用于什么分析)自动设定为默认值。
心跳相位例如利用百分率将从R波到下一R波的期间标准化，并用百分比来表现该期间内的位置。例如在局部或整体地生成冠状动脉的三维构造的情况下，对应于活动较小的舒张末期的心跳相位被设定为上述“特定的心跳相位”。另外，这里为了方便说明，设特定的心跳相位为0％，即在R波的时刻产生心电触发信号。
另外，在载置于上述顶板17上的被检查体150上安装被称为所谓的注射器的造影剂注入装置33，该造影剂注入装置33用于按照由来自系统控制部10的造影剂注入信号控制的定时、注入量以及注入速度将造影剂自动注入被检查体150。
系统控制部10上除了连接有用于输入摄影条件等的一般的操作部9外，还连接有X射线曝射按钮3。X射线曝射按钮3典型地是按下按钮，在由操作者进行按下操作的期间中持续地产生X射线曝射触发信号。
如图2所例示的那样，系统控制部10内的例如构成为锁存电路的X射线信号产生部101根据从X射线曝射按钮3供给的X射线曝射触发信号和从心电图收集部6供给的心电触发信号，在特定期间中持续地向X射线控制部4实质地产生X射线产生信号。X射线信号产生部101上连接有下降检测电路103。下降检测电路103检测对应于X射线曝射按钮3的按下操作的解除的X射线曝射触发信号的下降。当下降检测电路103检测出X射线曝射触发信号的下降时，或者当从下降检测电路103输入了表示检测出X射线曝射触发信号的下降的信号时，X射线信号产生部101停止X射线产生信号。
X射线控制部4在从系统控制部10接收X射线产生信号的期间中，从高电压产生器42向X射线管15持续地供给灯丝电流，并且产生用于重复施加脉冲形的管电压的控制信号。另外，系统控制部10与X射线产生信号同步地向栅极驱动器22产生用于使其实施电荷读出动作的控制信号，并且向模拟数字转换器24产生用于使其实施模拟数字转换动作的控制信号。利用这些控制信号，在产生X射线产生信号的特定期间中，以恒定周期重复X射线摄影，产生一系列的多个图像的数据。
另外，系统控制部10根据从X射线曝射按钮3供给的X射线曝射触发信号和从心电图收集部6供给的心电触发信号，在与X射线产生信号的产生不同的期间中持续地向造影剂注入装置33产生造影剂注入信号。造影剂注入装置33在从系统控制部10接收造影剂注入信号的期间中，向被检查体150持续地注入造影剂。
图3中示出与系统控制部10的X射线曝射动作和造影剂注入动作有关的时间图。从按下X射线曝射按钮3(接通状态)之前的断开状态的阶段开始，从心电图收集部6向系统控制部10重复供给典型地与R波同步的心电触发信号。在该状态下，系统控制部10等待来自X射线曝射按钮3的X射线曝射触发信号的供给。X射线曝射触发信号的供给等价于X射线曝射触发信号从基准电压变化到特点电压，这里为了说明方便，作为X射线曝射触发信号的供给/停止的情况进行说明。X射线产生信号也同样。在按下X射线曝射按钮3的期间中持续地向系统控制部10供给X射线曝射触发信号，在放开X射线曝射按钮3的期间中，停止向系统控制部10供给X射线曝射触发信号。
系统控制部10不是在按下X射线曝射按钮3、供给X射线曝射触发信号的时刻立即产生X射线产生信号，而是在接受到X射线曝射触发信号的供给后等待，直到接受到第1个心电触发信号的供给的时刻(等待时间ΔW)，然后产生X射线产生信号。等待时间ΔW不是既定时间，而是与从按下X射线曝射按钮3开始、到其后的第1个R波为止的期间相对应的变动时间。这样，在按下X射线曝射按钮3后，在其后的第1个R波的时刻产生X射线产生信号。因此，即使当在诊断上不需要从按下X射线曝射按钮3开始、到其后的第1个R波的时刻为止的期间的图像数据时，也可以避免该无用的摄影。
另外，如图4所示，可以向规定的心跳相位提供某种程度的余量，在按下X射线曝射按钮3后的第1个R波的时刻、实际上是比从前一个R波经过了平均周期后的R波产生的推定时刻稍微早预先指定的先行时间ΔL开始摄影。这种情况下，心电触发信号不是指定的相位，而是在早先行时间ΔL的时间时处于接通状态。先行时间ΔL可以根据心跳周期的模糊和收集图像亮度达到稳定之前的时间、以及旋转摄影时的旋转达到稳定之前的时间来设计，例如设定为0.33秒。
系统控制部10在摄影技师按下X射线曝射按钮3的期间，持续地产生X射线曝射触发信号，在摄影技师放开X射线曝射按钮3时，即在摄影技师与摄影开始不同、与心跳相位无关地放开X射线曝射按钮3的时刻，立即停止X射线曝射触发信号。由此立即停止X射线曝射，结束摄影。
然后，在冠状动脉的DSA等的造影检查中，造影剂的注入是必须的。在按下X射线曝射按钮3、供给X射线曝射触发信号、然后接受到预先设定的第2次或第n次(n为3以上的整数)的心电触发信号的供给的时刻，系统控制部10产生造影剂注入信号。由此开始从造影剂注入装置33向被检查体150注入造影剂。即，在摄影技师按下X射线曝射按钮3开始的第2次或第n次R波的时刻，开始注入造影剂。因此，在从摄影技师按下X射线曝射按钮3开始的第1个R波的时刻开始摄影，然后延迟至少1个心跳期间，开始注入造影剂，因此，可以确保至少1个心跳期间来作为几乎没有造影剂的影响的掩模像的摄影期间。这里，开始注入造影剂的心跳相位在以上作为“特定的心跳相位”、即与摄影开始相同的相位进行了说明，但也可以设定成与对应于摄影开始的“特定的心跳相位”不同的其它心跳相位。
另外，也可以手动地注入造影剂来代替造影剂注入装置33。这种情况下，利用造影剂注入信号，例如在显示装置的画面上显示应注入造影剂的消息。这种情况下，也是在摄影技师按下X射线曝射按钮3开始的第2次或第n次R波的时刻，促使摄影技师开始注入造影剂。因此，在从摄影技师按下X射线曝射按钮3开始的第1个R波的时刻开始摄影，然后延迟至少1个心跳期间，利用上述消息促使开始注入造影剂。
如图7所示，在造影剂注入信号接通后，X射线产生信号断开规定时间ΔW2，由此使X射线的产生中止。该期间处于从造影剂被注入后到达摄影区域之前的状态。在该期间拍摄的图像几乎没有用途。通过在该期间使X射线的产生中止，可以减少被X射线曝射。
在X射线产生信号接通后，系统控制部10通过心电触发信号的计数来对X射线产生信号接通后的心跳周期的次数进行计数，当到达预定的次数时，可以不开始造影剂的自动注入，而是在图像显示部8上显示用于促使造影剂注入的手动操作的注射图标。该图标也可以是消息。心跳周期的次数的测量将从R波到R波的区间作为1个周期来进行测量，从收集开始到第1个R波为止的区间利用R波之前的时间相对于一个心跳时间的比例来计算。在预定的次数与到某个R波为止所测量的周期数之差为1个以下的情况下，同样利用从该R波开始的时间相对于一个心跳时间的比例来计算。此时的一个心跳时间可以利用现在的心跳时间来计算，也可以在考虑某种程度的余量的意义上使用将心跳时间乘以恒定的比例的最大心跳时间等。另外，也可以对预定的心跳次数设定某种程度的延迟时间，在比预定的心跳次数晚的时刻显示图标。该余量可以吸收心跳周期的模糊。
这样，形成只要X射线曝射触发信号与心电触发信号不是同时处于接通状态、X射线产生信号就不会处于接通状态的结构。X射线曝射触发信号仅在X射线曝射按钮3被按下的期间处于接通状态。心电触发信号利用来自心电图收集部6的信号，仅在预定的心跳相位时产生。利用这样的比较简单的结构，可以针对各种摄影方法有效地减轻摄影的过度或不足。
以下说明摄影期间中的帧速率。象图5所例示的那样，表示每秒的摄影图像张数(fps)的帧速率在系统控制部10的控制下根据心跳数的变动而动态地变化。帧速率的调整通过从系统控制部10发给栅极驱动器22和A/D转换器24的控制信号、例如时钟信号的调制来进行。
当心跳数(心跳周期的倒数)增加时，帧速率阶段性地增加，当心跳数减少时，帧速率阶段性地减小。例如，当心跳数为60以下时，帧速率被设定为15，当心跳数超过60而在90以下时，帧速率被设定为作为通常时的速率的30，当心跳数超过90而在120以下时，帧速率被设定为45，然后当心跳数超过120时，帧速率被设定为60。
另外说明摄影期间中的X射线的脉冲宽度。象图6所例示的那样，X射线脉冲的脉冲宽度在系统控制部10的控制下对应于心跳数而动态地变化。如果心跳数增加，则脉冲宽度变短，如果心跳数减少，则变长。例如，当心跳数为60时，脉冲宽度被设定为75msec，当心跳数增加到90时，脉冲宽度被缩短到50msec。当心跳数为120时，脉冲宽度被设定为25msec。
而且，X射线的脉冲宽度可以对应于心跳相位动态地变化。如图8所示，心脏的活动、例如心肌表面的2点间的距离变化对应于心跳相位而变化。系统控制部10如图9所示，与标准的脉冲宽度/心跳数曲线一起保持对应低速的脉冲宽度/心跳数曲线。利用标准的脉冲宽度/心跳数曲线并根据心跳数来决定标准的脉冲宽度。另外，系统控制部10利用对应低速的脉冲宽度/心跳数曲线并根据心跳数来决定对应低速的脉冲宽度。系统控制部10如图10所示，根据心跳相位使标准的脉冲宽度与对应低速的脉冲宽度交替。当心跳相位包含在规定的相位期间(多个)中时，将X射线的脉冲宽度从标准的脉冲宽度切换到对应低速的脉冲宽度。例如，在心跳相位为10％～20％的期间和50％～80％的期间，X射线被设定为比标准的脉冲宽度长的对应低速的脉冲宽度。在上述以外的期间，X射线被设定成比对应低速的脉冲宽度短的标准的脉冲宽度。另外，虽然根据心跳相位使脉冲宽度动态变化，但也可以与脉冲宽度一起使帧速率也动态变化。
本发明不限定于上述实施方式本身，在实施阶段，可以在不脱离其要义的范围内将构成要素变形来实施。另外，通过适当组合上述实施方式中公开的多个构成要素，可以形成各种发明。例如，可以从实施方式所示的全部构成要素中删除几个构成要素。并且，可以适当组合不同实施方式中的构成要素。
对于本领域技术人员来说，其它的优点和变更是显而易见的。因此，本发明在其更广的方面不限于这里示出和描述的具体细节和代表性实施方式。因此，在不脱离由所附权利要求及其等同方案所限定的总的发明概念的精神或范围的情况下，可以进行各种变更。