(57)【要約】【課題】ＣＴ画像と核医学診断画像とをそれぞれに適切な条件で撮影しながら、両画像間の臓器の位置の不一致に起因する減弱補正のエラーを軽減する。【解決手段】ＣＴ画像処理部７ａおよびＰＥＴ画像処理部７ｂは、肝臓の位置をＣＴ画像およびＰＥＴ画像のそれぞれに基づいて検出する。ＣＴ画像処理部７ａは、これら２つの位置のずれ量を算出する。ＣＴ画像処理部７ａは、ＣＴ画像から肝臓の輪郭を抽出し、この抽出した輪郭の内部領域を上記のずれ量を減少するようにＣＴ画像中で移動させてＣＴ画像を修正する。ＰＥＴ画像処理部７ｂは、上記の修正されたＣＴ画像に基づいて減弱補正を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を透過するＸ線を検出する検出手段と、
前記検出手段での前記Ｘ線の検出状況に基づいて前記被検体についてのＣＴ画像を再構成する第１の再構成手段と、
放射性医薬品が放射する放射線に基づいて前記放射性医薬品の被検体内での分布を測定する測定手段と、
前記測定手段で測定された前記分布を表した核医学診断画像を再構成する第２の再構成手段と、
前記被検体内での所定の解剖学的部位の位置を前記ＣＴ画像および前記核医学診断画像のそれぞれに基づいて判定する判定手段と、
前記ＣＴ画像および前記核医学診断画像のそれぞれに基づいて前記判定手段により判定された位置どうしのずれ量を算出する算出手段と、
前記ＣＴ画像から前記解剖学的部位の輪郭を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された前記輪郭の内部領域を前記ずれ量を減少するように前記ＣＴ画像中で移動させて前記ＣＴ画像を修正する修正手段と、
前記放射線の減少度のばらつきの影響を前記修正手段により修正されたＣＴ画像に基づいて減少するように前記核医学診断画像を補正する補正手段とを具備したことを特徴とする医用画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガンマカメラ、ＳＰＥＣＴ（single photon emission computed tomography）、あるいはＰＥＴ（positron emission tomography）などの核医学診断装置、またはＳＰＥＣＴ／ＰＥＴと、Ｘ線ＣＴ（computer tomography）とを組み合わせたＳＰＥＣＴ−ＣＴやＰＥＴ−ＣＴなどの複合型の医用画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＰＥＣＴもしくはＰＥＴは、被検体に投与した放射性医薬品の体内分布を断層画像として得る。ＳＰＥＣＴ／ＰＥＴの測定対象であるガンマ線は体内でコンプトン散乱、光電効果により減弱される。そのため放射性医薬品の正確な体内分布を測定するためには、この減弱によるガンマ線の減少を補正する必要がある。この補正は、減弱補正と呼ばれる。減弱補正には、同じ測定対象のガンマ線の減弱係数の体内分布が必要である。この減弱係数分布を得る方法の一つとしては、ＣＴ画像を利用する方法がある。このＣＴ画像を利用する方法においては、ＣＴ画像とＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ画像との位置が一致していることが必要である。この位置の一致を得るために、同一の装置でＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ画像とＣＴ画像とを撮影するＳＰＥＣＴ−ＣＴ装置あるいはＰＥＴ−ＣＴ装置がある。またＣＴ画像とＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ画像とは別々の装置で撮影し、ソフトウエアにより両画像を位置合せする手法もある。
【０００３】
しかし、いずれの方法でも、ＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ画像とＣＴ画像とには、呼吸状態の違いによる臓器位置の不一致が生じることが避けられない。これは、ＳＰＥＣＴ／ＰＥＴの撮影は、撮影時間が長く、かつ位置分解能が比較的低いために自由呼吸下で行われるが、ＣＴの撮影は撮影時間が短く、かつ比較的高い位置分解能が得られるために息止めで行われるためである。すなわち、この呼吸状態の違いにより、ＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ画像とＣＴ画像とでは、被検体の同一領域を撮影していても呼吸により移動する臓器の位置は変化する。例えば、呼吸状態による肝臓位置の変化を図６に示す。
【０００４】
この問題を解決するために、従来は以下のような手法が取られていた。
【０００５】
(1)  ＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ画像と同じくＣＴ画像を自由呼吸で撮影する方法。
【０００６】
(2)  ＣＴ画像と同じくＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ画像を呼吸停止で撮影する方法（特許文献１を参照）。
【０００７】
(3)  呼吸同期収集にて撮影する方法。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１９５４０７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の(1）乃至(3)の各方法によれば、いずれもＣＴ画像およびＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ画像がいずれも同じ呼吸状態で撮影されるため、両画像間での臓器の位置の不一致は生じない。しかしながら、上記(1)の方法ではＣＴ画像の画質が劣化してしまうために診断に使用するに十分なＣＴ画質が得られず、上記(2)の方法ではＳＰＥＣＴ／ＣＴ画像の撮影が煩雑になり、上記(3)の方法では撮影時間が長くなってしまう。
【００１０】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、ＣＴ画像と核医学診断画像とをそれぞれに適切な条件で撮影しながら、両画像間の臓器の位置の不一致に起因する減弱補正のエラーを軽減することが可能な医用画像診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様による医用画像診断装置は、被検体を透過するＸ線を検出する検出手段と、前記検出手段での前記Ｘ線の検出状況に基づいて前記被検体についてのＣＴ画像を再構成する第１の再構成手段と、放射性医薬品が放射する放射線に基づいて前記放射性医薬品の被検体内での分布を測定する測定手段と、前記測定手段で測定された前記分布を表した核医学診断画像を再構成する第２の再構成手段と、前記被検体内での所定の解剖学的部位の位置を前記ＣＴ画像および前記核医学診断画像のそれぞれに基づいて判定する判定手段と、前記ＣＴ画像および前記核医学診断画像のそれぞれに基づいて前記判定手段により判定された位置どうしのずれ量を算出する算出手段と、前記ＣＴ画像から前記解剖学的部位の輪郭を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された前記輪郭の内部領域を前記ずれ量を減少するように前記ＣＴ画像中で移動させて前記ＣＴ画像を修正する修正手段と、前記放射線の減少度のばらつきの影響を前記修正手段により修正されたＣＴ画像に基づいて減少するように前記核医学診断画像を補正する補正手段とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＣＴ画像と核医学診断画像とをそれぞれに適切な条件で撮影しながら、両画像間の臓器の位置の不一致に起因する減弱補正のエラーを軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る医用画像診断装置の構成を示す図。
【図２】図１中のＣＴ画像処理部およびＰＥＴ画像処理部の処理手順を示すフローチャート。
【図３】ＰＥＴ画像に肝臓の上縁を表す線を重ねて表した図。
【図４】ＣＴ画像に肝臓の上縁を表す線を重ねて表した図。
【図５】ＣＴ画像における肝臓の位置を修正する様子を示した図。
【図６】呼吸状態による肝臓位置の変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
図１は本実施形態に係る医用画像診断装置１００の構成を示す図である。
【００１６】
医用画像診断装置１００は、ＣＴ架台１、高電圧発生部２、ＰＥＴ架台３、寝台４、架台移動機構５、機構制御部６、画像生成部７、表示部８、操作部９およびシステム制御部１０を含む。
【００１７】
ＣＴ架台１は、Ｘ線管、Ｘ線検出器、回転リング、データ収集部、回転機構およびチルト機構などを含んだ周知の内部構造を持つ。またＣＴ架台１は、その中央にほぼ円筒状の開口部（以下、ＣＴ開口部と称する）が形成された筐体を有する。Ｘ線管およびＸ線検出器は、ＣＴ開口部を挟んで互いに対向する状態で回転リングにより保持されている。Ｘ線管は、Ｘ線検出器に向けてＸ線を照射する。Ｘ線検出器は、到来したＸ線を検出し、電気信号に変換する。データ収集部は、Ｘ線検出器から出力される電気信号を収集して処理する。回転機構は、回転リングをＣＴ開口部の軸心を回転軸として回転させる。チルト機構は、回転リングの回転軸の向きを変化させる。
【００１８】
高電圧発生部２は、高電圧発生器２ａおよびＸ線制御部２ｂを含む。高電圧発生器２ａは、Ｘ線管の陰極から発生する熱電子を加速するために陽極と陰極の間に印加するための高電圧を発生する。Ｘ線制御部２ｂは、システム制御部１０からの指示信号に従い、Ｘ線管における管電流、管電圧、照射時間等のＸ線照射条件を調整するように高電圧発生器２ａを制御する。
【００１９】
ＰＥＴ架台３は、ガンマ線検出器および信号処理部を含んだ周知の内部構造を持つ。またＰＥＴ架台３は、その中央にほぼ円筒状の開口部（以下、ＰＥＴ開口部と称する）が形成された筐体を有する。ガンマ線検出器は、ＰＥＴ開口部の外周に配置されたリング上に複数が配列されている。ガンマ線検出器は、被検体の体内に投与されたから放射性医薬品から放出されるガンマ線を光信号に変換し、更にこの光信号を電気信号に変換して出力する。信号処理部は、ガンマ線検出器から出力される電気信号を処理する。
【００２０】
なお、ＣＴ架台１とＰＥＴ架台３とは、ＣＴ開口部とＰＥＴ開口部とが同一の直線状に並ぶように配置される。
【００２１】
寝台４は、天板４ａと天板移動機構とを含む。天板４ａ上には、被検体が載置される。天板４ａは、その長手方向がＣＴ開口部とＰＥＴ開口部との配列方向に一致する。天板４ａの長手方向に直交した断面についての断面形状は、載置された被検体とともにＣＴ開口部とＰＥＴ開口部の内部に入り込むことが可能な形状となっている。天板移動機構は、天板４ａを昇降させる。
【００２２】
架台移動機構５は、ＣＴ架台１およびＰＥＴ架台３を天板４ａの長手方向に沿った方向に往復移動させる。
【００２３】
機構制御部６は、ＣＴ架台１の回転機構およびチルト機構、寝台４の天板移動機構、ならびに架台移動機構５の動作を制御する。
【００２４】
画像生成部７は、ＣＴ画像処理部７ａ、ＰＥＴ画像処理部７ｂおよび画像処理部７ｃを含む。ＣＴ画像処理部７ａは、ＣＴ架台１のデータ収集部で収集されたデータを処理してＣＴ画像を再構成する。ＣＴ画像処理部７ａは、減弱補正に使用するためのＣＴ画像（以下、補正用ＣＴ画像と称する）を生成するための処理機能も備える。ＰＥＴ画像処理部７ｂは、ＰＥＴ架台３の信号処理部から出力されたデータを処理してＰＥＴ画像を再構成する。ＰＥＴ画像処理部７ｂは、ＰＥＴ画像を再構成するための減弱補正を、ＣＴ画像処理部７ａで生成された補正用ＣＴ画像に基づいて行う処理機能も備える。画像処理部７ｃは、ＣＴ画像処理部７ａが生成したＣＴ画像にＰＥＴ画像処理部７ｂが生成したＰＥＴ画像を重ね合わせて合成処理を行い、合成画像を生成する。画像生成部７は、ＣＴ画像、ＰＥＴ画像および合成画像を表示部８に出力する。
【００２５】
ＣＴ画像処理部７ａは、補正用ＣＴ画像を生成するための処理機能として、次の各機能を備える。この機能の１つは、被検体内での肝臓の位置をＣＴ画像およびＰＥＴ画像のそれぞれに基づいて判定する。上記の機能の１つは、ＣＴ画像およびＰＥＴ画像のそれぞれに基づいて判定した位置どうしのずれ量を算出する。上記の機能の１つは、ＣＴ画像から被検体の肝臓の輪郭を抽出する。そして上記の機能のもう１つは、抽出した輪郭の内部領域をずれ量を減少するようにＣＴ画像中で移動させてＣＴ画像を修正することによって補正用ＣＴ画像を生成する。
【００２６】
表示部８は、液晶やＣＲＴ等のモニタを備え、画像生成部７で処理された画像データを表示する。
【００２７】
操作部９は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネル、更には、各種スイッチ等を備えたインターラクティブなインターフェイスであり、年齢、性別、体格、検査部位、検査方法、過去の診断履歴など被検体情報や撮影対象部位（対象臓器）の入力、ＣＴ架台１のチルト、天板４ａ、ＰＥＴ架台３、または寝台４の移動による撮影位置などの各種撮影条件の設定、各種コマンドの入力を行なう。
【００２８】
システム制御部１０は、例えば図示しないＣＰＵと記憶回路とを含んで構成される。システム制御部１０は、従来よりある同種の装置が備える各種の動作を行うように各部を制御する機能を備える。その機能は例えば、ＣＴ画像およびＰＥＴ画像を得るための周知の制御を行う機能である。
【００２９】
次に以上のように構成された医用画像診断装置１００の動作について説明する。
【００３０】
医用画像診断装置１００は、既存のＰＥＴ／ＣＴ装置と同様な動作を行うことが可能である。その他に医用画像診断装置１００は、被検体の呼吸により被検体内での位置が変化する解剖学的部位を含む領域を撮影する際に、以下に説明するような特徴的な動作を行う。なお、ＰＥＴの位置分解能は約１ｃｍであることから、上記の解剖学的部位は、呼吸により位置が大きく変動する部位とする。また、上記の解剖学的部位は、呼吸に伴う位置の変化に伴ってその形は変化しないものと仮定する。さらに、上記の解剖学的部位はＰＥＴでも画像化される部位とする。ここでは、上記の解剖学的部位を肝臓とする。
【００３１】
まず、ＣＴ架台１におけるＣＴ撮影と、ＰＥＴ架台３におけるＰＥＴ撮影とをそれぞれ行う。なお、このＣＴ撮影およびＰＥＴ撮影は、いずれが先に行われても良い。かつ、ＣＴ撮影は息止めで、またＰＥＴ撮影は自由呼吸下で行われる。
【００３２】
図２は図１中のＣＴ画像処理部７ａおよびＰＥＴ画像処理部７ｂの処理手順を示すフローチャートである。
【００３３】
ステップＳａ１においてＰＥＴ画像処理部７ｂは、ＰＥＴ撮影によって収集されたデータ（以下、ＰＥＴ収集データと称する）をＰＥＴ架台３から取得する。
【００３４】
ステップＳａ２においてＰＥＴ画像処理部７ｂは、上記の取得したＰＥＴ収集データに基づいてＰＥＴ画像を再構成する。なお、この再構成処理においては、減弱補正は行わない。
【００３５】
ステップＳａ３においてＰＥＴ画像処理部７ｂは、上記の再構成したＰＥＴ画像に基づいて、肝臓の位置（以下、ＰＥＴ肝臓位置と称する）を検出する。これは、ＰＥＴ画像からしきい値法などの周知の手法を用いてＰＥＴ画像処理部７ｂが自動的に行っても良いし、操作者の目視による輪郭描出などに基づいて行っても良い。
【００３６】
図３はＰＥＴ画像２１に肝臓の上縁を表す線２２を重ねて表した図である。ＰＥＴ肝臓位置は、例えばこのような線２２の位置として検出される。
【００３７】
ステップＳａ４においてＰＥＴ画像処理部７ｂは、上記の検出したＰＥＴ肝臓位置をＣＴ画像処理部７ａに通知する。
【００３８】
一方、ステップＳｂ１においてＣＴ画像処理部７ａは、ＣＴ撮影によって収集されたデータ（以下、ＣＴ収集データと称する）をＣＴ架台１から取得する。
【００３９】
ステップＳｂ２においてＣＴ画像処理部７ａは、上記の取得したＣＴ収集データに基づいてＣＴ画像を再構成する。
【００４０】
ステップＳｂ３においてＣＴ画像処理部７ａは、上記の再構成したＣＴ画像に基づいて、肝臓の位置（以下、ＣＴ肝臓位置と称する）を検出する。これは、ＣＴ画像からしきい値法などの周知の手法を用いてＣＴ画像処理部７ａが自動的に行っても良いし、操作者の目視による輪郭描出などに基づいて行っても良い。
【００４１】
図４はＣＴ画像３１に肝臓の上縁を表す線３２を重ねて表した図である。ＣＴ肝臓位置は、例えばこのような線３２の位置として検出される。
【００４２】
ステップＳｂ４においてＣＴ画像処理部７ａは、前述したようにＰＥＴ画像処理部７ｂから通知されたＰＥＴ肝臓位置を取得する。
【００４３】
ステップＳｂ５のおいてＣＴ画像処理部７ａは、ＣＴ肝臓位置とＰＥＴ肝臓位置とのずれ量を算出する。
【００４４】
ステップＳｂ６においてＣＴ画像処理部７ａは、上記のように算出したずれ量を補償するようにＣＴ画像における肝臓の位置を修正する。すなわちＣＴ画像処理部７ａは、ＣＴ画像における肝臓の領域を抽出し、当該領域内の画像を上記のずれ量だけＣＴ画像中で移動させる。図５はこの修正の様子を示す図である。
【００４５】
ステップＳｂ７においてＣＴ画像処理部７ａは、上記の修正がなされた後のＣＴ画像（以下、修正ＣＴ画像と称する）を、ＰＥＴ画像処理部７ｂ、画像処理部７ｃおよび表示部８へと出力する。そしてこれをもって、ＣＴ画像処理部７ａは図２の処理を終了する。
【００４６】
さて、ステップＳａ４のおいてＰＥＴ肝臓位置をＣＴ画像処理部７ａへと通知したのちにＰＥＴ画像処理部７ｂは、上記のようにＣＴ画像処理部７ａから修正ＣＴ画像が出力されるのを待ち受け、修正ＣＴ画像が出力されたならば、これをステップＳａ５において取得する。
【００４７】
ステップＳａ６においてＰＥＴ画像処理部７ｂは、上記の修正ＣＴ画像に基づいて、ステップＳａ２で再構成してあったＰＥＴ画像についての減弱補正を行う。あるいは、ステップＳａ１で取得されたＰＥＴ収集データに対して減弱補正を施した上で、この補正後のデータに基づいてＰＥＴ画像を改めて再構成する。
【００４８】
ステップＳａ７においてＰＥＴ画像処理部７ｂは、上記のように補正が成されたＰＥＴ画像（補正済みＰＥＴ画像）を、画像処理部７ｃおよび表示部８へと出力する。そしてこれをもって、ＰＥＴ画像処理部７ｂは図２の処理を終了する。
【００４９】
かくして本実施形態によれば、呼吸状態の違いによりＣＴ画像とＰＥＴ画像との間に生じた肝臓の位置のずれを修正したＣＴ画像に基づいてＰＥＴ画像の減弱補正が行われる。このため、上記の肝臓の位置のずれに起因した補正のエラーが軽減される。
【００５０】
この実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。
【００５１】
ＰＥＴに代えてＳＰＥＣＴまたはＳＰＥＣＴ／ＰＥＴを用いる場合にも本発明は同様に適用可能である。
【００５２】
ＣＴ架台１およびＰＥＴ架台３を移動させずに寝台４および天板４ａを移動させる構成としても良いし、ＣＴ架台１およびＰＥＴ架台３と寝台４および天板４ａとの双方を移動させる構成としても良い。
【００５３】
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。
【符号の説明】
【００５４】
１…ＣＴ架台、２…高電圧発生部、２ａ…高電圧発生器、２ｂ…Ｘ線制御部、３…ＰＥＴ架台、４…寝台、４ａ…天板、５…架台移動機構、６…機構制御部、７…画像生成部、７ａ…ＣＴ画像処理部、７ｂ…ＰＥＴ画像処理部、７ｃ…画像処理部、８…表示部、９…操作部、１０…システム制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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