(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の回りを放射線検出器を回転させて放射線を検出してデータを収集し、前記データから画像再構成によって被検体内部の像を構成する医用画像処理装置であって、
前記被検体にＸ線を曝射するためのＸ線源と、
前記被検体を挟むように前記Ｘ線源と対向して設けられた２次元放射線検出器と、
Ｘ線ＣＴモードと核医学診断モードの設定を行うための入力手段と、
前記２次元放射線検出器に入射する放射線の方向を制限するコリメータと、
前記入力手段により設定されたモードに基づいて、前記Ｘ線源からのＸ線を前記２次元放射線検出器で検出して得たデータからＸ線ＣＴ像を構成するＸ線画像再構成アルゴリズムと、前記被検体からのγ線を前記２次元放射線検出器で検出して得たデータからγ線像を構成するγ線画像再構成アルゴリズムとを切り替えて再構成する再構成手段とを備えることを特徴とする医用画像処理装置。
【請求項２】
前記コリメータは、前記入力手段により設定されたモードに基づいて、焦点を変えるものであることを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項３】
前記コリメータは、前記２次元放射線検出器の前記被検体側の面に、複数配置された第１のコリメータブレードと、この第１のコリメータブレードに対し垂直方向に複数配置された第２のコリメータブレードと、前記第１のコリメータブレードの傾きをかえるための第１のモータと、前記第２のコリメータブレードの傾きをかえるための第２のモータとを含んで構成されていることを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置としても、核医学診断装置としても用いることができる医用画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置は多数の方向からＸ線を曝射して被検体の断層像を得るための装置であり、図６は、その代表的な構成を示したものである。
図に示すように、ガントリー２００には、Ｘ線を被検体１０１に照射するためのＸ線管２１０、被検体１０１を透過したＸ線を平面上に配置された多数のセンサーで検出するＸ線検出器２２０、点光源から放射されたようにＸ線の方向をそろえるためのコリメータ・ウェッジフィルタ２１５が配置され、これらは、被検体１０１を軸として回転するようになっている。Ｘ線検出器２２０の出力には、データ収集装置（ＤＡＳ）とよばれる装置２３０が接続され、ＤＡＳ２３０にはコンピュータ装置２４０が接続されている。
【０００３】
断層像の撮影はつぎのようにして行われる。まずＸ線管２１０、コリメータ・ウェッジフィルタ２１５、Ｘ線検出器２２０を少しずつ位置をずらして回転させながらＸ線管２１０からＸ線を被検体１０１に照射し、透過したＸ線をＸ線検出器２２０で検出する。そして、データ収集装置２３０でＸ線検出器２２０の各センサーの検出信号をデジタル値に変換し、コンピュータ装置２４０でこのデータを収集する。コンピュータ装置２４０では、前処理、コンボリューション、バックプロジェクションなどの演算を行ってモニタ２５０にＸ線ＣＴ像を表示するようになっている。
【０００４】
核医学診断装置は被検体にラジオアイソトープを飲ませて放射されるγ線から被検体内の画像を検出するための装置であり、図７はその代表的な構成を示したものである。
【０００５】
図に示すように、ガントリー２００に、被検体１０１を焦点としてγ線を検出するための検出器３２０が配置され、この検出器３２０は、多数のシンチレータを有し、被検体１０１を軸として回転するようになっている。検出器３２０の出力には、コンピュータ装置２４０に接続するためのインターフェイス装置３３０が接続され、この装置３３０は検出器３２０の出力を波高分析すると共にＡ／Ｄ変換してコンピュータ装置３４０に与えるようになっている。コンピュータ装置３４０は、デジタル化された検出器３２０の出力から画像を再構成してγ線の断層像をモニタ３５０に表示するようになっている。
【０００６】
この装置でのデータ収集は、検出器３２０を少しずつ位置をずらして検出器３２０の焦点を軸に回転させて行われる。検出器３２０の出力の波高からγ線が検出され、これをＡ／Ｄ変換してコンピュータ装置３４０でデータ収集し、画像の再構成が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記Ｘ線ＣＴ装置及び核医学診断装置は、放射線を用いる別々のモダリティであるので、Ｘ線ＣＴ像による診断と核医学診断の両方を行う場合、それぞれの装置を必要とし、それぞれ放射線を防護するためにシールドルームを必要としている。そして、同じ被検体の同じ部位について画像を得ようとする場合、別々の装置で撮影したものを用いることになり、まったく同じもの得ることはできない。なるべく同じものを得ようとしても位置合わせが難しく、重ね合わせ得るような画像を得るのが困難である。
そこで、本発明は、Ｘ線ＣＴ装置としても核医学診断装置としても用いることができる医用画像処理装置を提供する事をその目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明にかかる医用画像処理装置は、被検体の回りを放射線検出器を回転させて放射線を検出してデータを収集し、前記データから画像再構成によって被検体内部の像を構成する医用画像処理装置であって、前記被検体にＸ線を曝射するためのＸ線源と、前記被検体を挟むように前記Ｘ線源と対向して設けられた２次元放射線検出器と、Ｘ線ＣＴモードと核医学診断モードの設定を行うための入力手段と、前記２次元放射線検出器に入射する放射線の方向を制限するコリメータと、前記入力手段により設定されたモードに基づいて、前記Ｘ線源からのＸ線を前記２次元放射線検出器で検出して得たデータからＸ線ＣＴ像を構成するＸ線画像再構成アルゴリズムと、前記被検体からのγ線を前記２次元放射線検出器で検出して得たデータからγ線像を構成するγ線画像再構成アルゴリズムとを切り替えて再構成する再構成手段とを備える。
【００１１】
【作用】
本願請求項１の発明にかかる医用画像処理装置によれば、Ｘ線ＣＴ及びγ線の両方の画像データを再構成することができるため、Ｘ線ＣＴ装置としても、核医学診断装置としても用いることができる。
【００１４】
【実施例】
本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施例に係る医用画像処理装置のシステム構成を示したものである。
【００１５】
ガントリー４００の中央部には、被検体１０１をいれるための穴が設けられており、被検体１０１を挟んでＸ線管４１０と、検出器４２０及びコリメータ４７０が配置され、これらは被検体１０１を中心に回転するようになっている。
【００１６】
Ｘ線管４１０は、Ｘ線を被検体１０１に曝射するためのＸ線源であり、コントローラ４６０からの制御に応じて曝射を行うようになっている。検出器４２０は、被検体１０１を透過したＸ線及び放射線を２次元で検出するためのものであり、マトリクス状に配置された多数のセンサーで構成されている。
【００１７】
図２は、その検出器４２０の構成例を示したものであり、図の垂直方向に多数の穴がマトリクス状に設けられたコリメータ４２１、その穴に対応して設けられたシンチレータ４２２、半導体センサー４２３を重ねるように配置した構造になっている。コリメータ４２１は、横方向からの放射線の入射を防ぐためものであり、図の上方からの放射線をシンチレータ４２２に導くようになっている。シンチレータ４２２は放射線の入射により蛍光を発するもので、ＮａＩやＣｓＩなどの結晶が用いられる。半導体センサー４２３は、シンチレータ４２２の発光を２次元で検出するためのものであり、各画素ごとにフォトダイオードを２次元状に配置したものや、受光面の大きいＣＣＤセンサーなどで構成される。検出器４２０は、Ｘ線については各画素ごとにその強度に応じた信号を出力し、γ線については、シンチレータ４２２の発光を蓄積し積算値に応じた信号をγ線強度として出力するか、フォトダイオードの場合波高値からγ線を検出し、これをデータ処理ユニット４３０で積算しγ線強度に変換するようにすることもできる。
【００１８】
検出器４２０は、コリメータ４７０によって入射する放射線の方向が制限されることによって、焦点が可変になっている。図３は、コリメータ４７０の構成例を示したものである。Ｘ線管４１０側の方向をｚ方向とすると、コリメータ４７０は、ｘ方向に平行に配置された多数のコリメータブレード４７４と、これと垂直のｙ方向に平行に配置された多数のコリメータブレード４７２とで構成され、これらコリメータブレードはモータ４７８、４７６によって角度が変わるようになっている。
【００１９】
図４は、その様子を示したものであり、（ａ）のようにコリメータブレードがＸ線管４１０を中心とした方向をになる角度、（ｂ）のように被検体１０１を中心とした方向になる角度にコリメータブレードが傾くようになっている。（ａ）のように傾いた場合、検出器４２０は、Ｘ線管４１０を中心とした方向の放射線のみを検出することになり、検出器４２０の焦点はＸ線管４１０となる。（ｂ）のように傾いた場合、検出器４２０は、被検体１０１を中心とした方向の放射線のみを検出することになり、検出器４２０の焦点は被検体１０１の中央付近となる。モータ４７８、４７６にはサーボモータまたはステップモータが用いられ、コリメータブレードの傾き角がコントローラによって正確に制御されるようになっている。
【００２０】
検出器４２０の出力には、データ収集ユニット４３０が接続され、データ収集ユニット４３０は、検出器４２０の出力をＡ／Ｄ変換してデジタル値にし、この放射線画像データを収集して画像再構成ユニット４４０に与える。
【００２１】
画像再構成ユニット４４０は、コンピュータシステムを用いて構成され、検出器４２０で検出し収集された放射線画像データから画像を再構成するための装置であり、モニター４５０はその画像を表示するための装置である。画像再構成ユニット４４０は、画像再構成のアルゴリズムとして、図５に示すように、Ｘ線画像再構成アルゴリズムとγ線画像再構成アルゴリズムとを有する。このアルゴリズムは前述の従来例と同等のものであり、その切り替えは、Ｘ線ＣＴモードと核医学診断モードのいずれかの動作モードに応じて行われる。上記動作モードの選択はコントローラ４６０に伝達される。
【００２２】
コントローラ４６０は、上記動作モードに応じてコリメータブレードの角度を設定するようにモータ４７８、４７６の回転角を制御すると共に、Ｘ線ＣＴモードのときにＸ線を被検体１０１に曝射するようにＸ線管４１０を制御する。このコントローラ４６０もコンピュータシステムを用いて構成されている。
次に、図１の医用画像処理装置の動作を図５のアルゴリズムと共に説明する。
【００２３】
まず、コンソールからＸ線ＣＴモードと核医学診断モードとのいずれかの動作モードを選択して設定入力する（図５符号４４０ａ）。次に、画像再構成ユニット４４０からコントローラ４６０に動作モードが伝達され、コントローラ４６０によってコリメータブレードの角度が設定される（図５符号４４０ｂ）。コリメータブレードの角度は、Ｘ線ＣＴモードの場合、図４（ａ）のようにＸ線管４１０が検出器４２０の焦点となるように制御され、核医学診断モードの場合、（ｂ）のように被検体１０１が検出器４２０の焦点となるように制御される。そして、動作モードに応じたアルゴリズムに分岐する（図５符号４６０ｃ）。
【００２４】
Ｘ線ＣＴモードの場合、コントローラ４６０によってＸ線管４１０からＸ線が被検体１０１に曝射され、Ｘ線管４１０、検出器４２０及びコリメータ４７０が被検体１０１を軸に少しずつ位置をずらして回転する。位置を変える度に、透過したＸ線像の強度が画素ごとに検出器４２０で検出され、データ収集ユニット４３０でデジタル値にされてデータ収集される（図５符号４６２ｄ）。収集されたＸ線画像データは、画像再構成ユニット４４０においてＸ線画像再構成アルゴリズムで処理され、被検体１０１内部を示すＸ線ＣＴ像が構成される（図５符号４６２ｅ）。そしてこのＸ線ＣＴ像はモニター４５０で表示される（図５符号４６２ｆ）。
【００２５】
核医学診断モードの場合、Ｘ線管４１０からのＸ線の曝射は行われずにＸ線管４１０、検出器４２０及びコリメータ４７０が被検体１０１を軸に少しずつ位置をずらして回転する。位置を変える度に、被検体１０１からのγ線の強度が画素ごとに検出器４２０で検出され、データ収集ユニット４３０でデジタル値にされてデータ収集される（図５符号４６４ｄ）。収集されたγ線画像データは、画像再構成ユニット４４０においてγ線画像再構成アルゴリズムで処理され、被検体１０１内部を示すγ線像が構成される（図５符号４６４ｅ）。そしてこのγ線像はモニター４５０で表示される（図５符号４６０ｆ）。
【００２６】
この様に、コリメータ４７０によって検出器４２０の焦点をかえるようにしていることから、Ｘ線ＣＴの画像データも、核医学診断のための画像データも収集できるガントリー４００になっているため、図１の医用画像処理装置は、Ｘ線ＣＴ装置としても核医学診断装置としても用いることができる。そして同一の被検体１０１について同一の装置を用いて画像データを収集することから、Ｘ線ＣＴ像及びγ線像を同一部位、同一位置に関して得ることができる。これらは、重ね合わせ得るので、診断しやすいようになる。
【００２７】
さらに、画像再構成ユニット４４０は、Ｘ線画像再構成アルゴリズムとγ線画像再構成アルゴリズムとを有し、動作モードに応じて切り替えるようにしていることから装置構成が簡素化し、コンパクトなものになる。
【００２８】
従来、Ｘ線ＣＴ装置及び核医学診断装置それぞれにシールドルームを必要であり、設備が巨大になっていたが、本発明では、これらを一つにまとめ得るので、コンパクトなものにできる。また、検査の時間も短くし得る。
【００２９】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、Ｘ線画像再構成アルゴリズムとγ線画像再構成アルゴリズムを切り替えることにより、Ｘ線ＣＴ像及びγ線像を得ることができ、Ｘ線ＣＴ装置及び核医学診断装置を一つにまとめてコンパクトなものにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る医用画像処理装置のシステム構成図。
【図２】検出器の構成例を示した図。
【図３】コリメータの構成例を示した図。
【図４】コリメータの傾きを示した図。
【図５】画像再構成のアルゴリズムを示した図。
【図６】代表的なＸ線ＣＴ装置を示す図。
【図７】代表的な核医学診断装置を示す図。
【符号の説明】
４１０  Ｘ線管、  ４２０  ２次元放射線検出器、  ４７０  コリメータ
４４０  画像再構成ユニット  ４６２ｅ  Ｘ線画像再構成アルゴリズム
４６４ｅ  γ線画像再構成アルゴリズム
４７２，４７４  コリメータブレード  ４７６，４７８  モータ
【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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【図７】
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