(57)【要約】【課題】再構成処理時間を短縮し、画質を向上することができる医用画像撮影装置を提供すること。【解決手段】医用画像撮影装置は、再構成部と、関心領域設定部と、制御部とを有する。再構成部は、検出部が検出した放射線に基づく投影データを受け、投影データを複数の部分集合に分割するとともに、逐次近似法による再構成処理を部分集合に施して画像を逐次生成する。関心領域設定部は、画像に関心領域を設定する。制御部は、逐次生成される画像から、その画像の画質の変化を示す変化値を求め、変化値が所定値に達したとき、再構成部に対して部分集合の数である部分集合数より少ない新たな部分集合数を指示し、その新たな部分集合数の部分集合に対し逐次画像を再構成させる。再構成部は、関心領域に基づいて投影データに重み付けを行ない、重み付けに基づいて投影データを複数の部分集合に分割する。【選択図】図１
2014160062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出する検出部と、
前記検出部が検出した放射線に基づく投影データを受け、前記投影データを複数の部分集合に分割するとともに、逐次近似法による再構成処理を前記部分集合に施して画像を逐次生成する再構成部と、
前記画像に関心領域を設定するための関心領域設定部と、
逐次生成される前記画像から、その画像の画質の変化を示す変化値を求め、前記変化値が所定値に達したとき、前記再構成部に対して前記部分集合の数である部分集合数より少ない新たな部分集合数を指示し、その新たな部分集合数の部分集合に対し逐次画像を再構成させる制御部と
を有し、
前記再構成部は、前記関心領域に基づいて前記投影データに重み付けを行ない、前記重み付けに基づいて前記投影データを前記複数の部分集合に分割する
ことを特徴とする医用画像撮影装置。
【請求項２】
前記再構成部は、前記重み付けが重い前記部分集合を、前記重み付けが軽い前記部分集合よりも後に前記再構成処理を施す
ことを特徴とする請求項１に記載の医用画像撮影装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記再構成部による前記逐次近似法の近似の反復回数を前記変化値として求め、前記部分集合数を前記反復回数に基づいて減少するように前記再構成部を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の医用画像撮影装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記再構成部による前記逐次近似法の画像の更新回数を前記変化値として求め、前記部分集合数を前記更新回数に基づいて減少するように前記再構成部を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の医用画像撮影装置。
【請求項５】
前記制御部は、設定された前記関心領域それぞれに含まれる画素値の平均値の差分又は比を前記変化値として求め、前記部分集合数を前記差分又は前記比に基づいて減少するように前記再構成部を制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の医用画像撮影装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記再構成部による前記画像を逐次取得し、取得した前記画像の画素値の分散又は標準偏差を前記変化値として求め、前記部分集合数を前記分散又は前記標準偏差に基づいて減少するように前記再構成部を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の医用画像撮影装置。
【請求項７】
操作部をさらに有し、
前記制御部は、前記操作部から前記関心領域を変更する指示を受け、変更後の前記関心領域に基づいて前記変化値を求める
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の医用画像撮影装置。
【請求項８】
操作部をさらに有し、
前記制御部は、前記画像及び／又は前記変化値を表示部に逐次表示させる表示制御部を有し、前記操作部からの減少指示を受け、前記部分集合数を該減少指示に基づいて減少するように前記再構成部を制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の医用画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は医用画像撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置及びＳＰＥＣＴ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｈｏｔｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置は、被検体の内部機能を表す画像を撮影する装置である。ＰＥＴ装置による撮影では、陽電子放出各種で標識された薬剤が被検体に投与される。ＰＥＴ装置は、その陽電子放出各種から放出された陽電子が陰電子と結合して消滅することによって放出される放射線を検出する。ＳＰＥＣＴ装置による撮影では、放射性同位体で標識された薬剤が被検体に投与される。ＳＰＥＣＴ装置は、その放射性同位体から放出された放射線を検出する。また、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置は、被検体の内部構造を表す画像を撮影する装置である。Ｘ線ＣＴ装置は、被検体に対してＸ線を異なる方向から複数回曝射し、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器にて検出する。
【０００３】
これら装置は、上記の検出によって得られた投影データに基づいて、被検体の内部構造を表す画像を生成する。このとき、投影データにブロック反復型逐次近似法による再構成処理を施すことによって画像を生成する装置がある。ブロック反復型逐次近似法とは、投影データを複数の部分集合（サブセット）に分割し、その部分集合ごとに逐次近似処理を施す方法である。このような部分集合への分割（サブセット化）を行うと、サブセット化を行わない場合に比べて逐次近似処理に要する時間（再構成処理に要する時間）が短いことが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０３８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、サブセット化によって、画像の画質が低下するという問題がある。これはサブセットごとに含まれる統計誤差に偏りが生じることに起因する。つまり、ブロック反復型逐次近似法は、部分集合数を多くするほど再構成処理に要する時間が短くなるとともに画像の画質が低下する方法であることが知られている。それにより、良好な画質の画像を生成するためには、部分集合数を少なくし、長い時間による再構成処理を施す必要があった。また、再構成処理時間を短縮するために部分集合数を増やすと、画像の画質が低下した。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、再構成処理時間を短縮し、画質を向上することができる医用画像撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る医用画像撮影装置は、検出部と、再構成部と、関心領域設定部と、制御部とを有する。検出部は、放射線を検出する。再構成部は、検出部が検出した放射線に基づく投影データを受け、投影データを複数の部分集合に分割するとともに、逐次近似法による再構成処理を部分集合に施して画像を逐次生成する。関心領域設定部は、画像に関心領域を設定する。制御部は、逐次生成される画像から、その画像の画質の変化を示す変化値を求め、変化値が所定値に達したとき、再構成部に対して部分集合の数である部分集合数より少ない新たな部分集合数を指示し、その新たな部分集合数の部分集合に対し逐次画像を再構成させる。再構成部は、関心領域に基づいて投影データに重み付けを行ない、重み付けに基づいて投影データを複数の部分集合に分割する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る医用画像撮影装置の構成を表すブロック図である。
【図２】実施形態に係る医用画像撮影装置の概略を表す模式図である。
【図３】実施形態に係る医用画像撮影装置の動作を表すフローチャートである。
【図４】実施形態に係る医用画像撮影装置の動作を表すフローチャートである。
【図５】実施形態に係る医用画像撮影装置の構成を表すブロック図である。
【図６】実施形態に係る医用画像撮影装置の動作を表すフローチャートである。
【図７】実施形態に係る医用画像撮影装置の動作を表すフローチャートである。
【図８】実施形態に係る医用画像撮影装置の構成を表すブロック図である。
【図９】実施形態に係る医用画像撮影装置の動作を表すフローチャートである。
【図１０】実施形態に係る医用画像撮影装置の動作を表すフローチャートである。
【図１１】実施形態に係る医用画像撮影装置の構成を表すブロック図である。
【図１２】実施形態に係る医用画像撮影装置の動作を表すフローチャートである。
【図１３】実施形態に係る医用画像撮影装置の動作を表すフローチャートである。
【図１４】実施形態に係る医用画像撮影装置の構成を表すブロック図である。
【図１５】実施形態に係る医用画像撮影装置の概略を表す模式図である。
【図１６】実施形態に係る医用画像撮影装置の構成を表すブロック図である。
【図１７】実施形態に係る医用画像撮影装置の構成を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施形態に係る医用画像撮影装置について図面を参照しながら説明する。なお、「画像」と「画像データ」は一対一に対応するので、これらを同一視する場合がある。
【００１０】
〈第１の実施形態〉
［構成］
ＰＥＴ装置としての医用画像撮影装置１の実施形態の構成例について図１を参照して説明する。
【００１１】
医用画像撮影装置１は、架台部と、寝台部２０と、コンソール部３０とを有する。
【００１２】
架台部は、被検体Ｅ内から放射された放射線を検出する。架台部は、寝台部２０に載置された被検体Ｅが挿入可能な開口を有する。架台部は検出部１１を有する。検出部１１は、放射線を検出する。検出部１１は、この開口を取り囲むように開口に沿って多数リング型に配置され、さらにこの多数リング型を開口の軸に沿って多層に配列されている。検出部１１は、この開口軸に沿った配列幅の範囲内で放射線を検出する。
【００１３】
架台部と寝台部２０とは相対的に移動する。寝台部２０は駆動部２１を有する。この駆動部２１が、制御部３３Ａからの指示を受け、寝台部２０を被検体Ｅの体軸方向に移動させることによって、架台部と寝台部２０とが相対的に移動する。架台部と寝台部２０とが相対的に移動すること、即ち、架台部と被検体Ｅとが相対的に移動することによって、被検体Ｅ内の放射線放射箇所の周囲に検出部１１が位置する。そして、検出部１１の配列幅の範囲内にある放射線放射箇所から放射された放射線が検出部１１に入射する。検出部１１は、この入射した放射線を検出する。
【００１４】
コンソール部３０は、データ収集部３１と、再構成部３２と、制御部３３Ａと、表示部３４と、操作部３５とを有する。データ収集部３１は、検出部１１が検出した放射線を量子計数して投影データを収集する。
【００１５】
再構成部３２は、検出部１１が検出した放射線に基づく投影データをデータ収集部３１から受け、投影データを複数の部分集合に分割するとともに、逐次近似法による再構成処理を部分集合に施して画像を逐次生成する。例えば、再構成部３２は、投影データを複数の部分集合に分割するとき、サブセット番号ｍ（ｍ：１〜Ｍの自然数）を各部分集合に付与する。また、再構成部３２は、複数のボクセルが立体的に配列された解析モデルを用いて再構成処理を行う。再構成部３２は、部分集合ごとに逐次近似法による再構成処理を施して各ボクセルに相当する被検体Ｅ内の位置における陽電子放出核種の濃度値の推定を行う。このとき再構成部３２は、更新回数がｋ回目（ｋ：自然数）の推定値を算出し、算出されたｋ回目の推定値を用いてｋ＋１回目の算出を行う。ここで、更新回数とは、再構成部３２が、部分集合に対して近似処理（推定値の算出）を行った回数を表す。例えば、部分集合数が「１０」であるとき、１０個の部分集合それぞれに対して近似処理を行った場合の更新回数は「１０」である。このように算出された推定値は、ボクセルの画素値に対応する。また、再構成部３２が推定値を算出することは、ボクセルの画素値が更新されることに対応する。
【００１６】
再構成部３２は、ｍ番目の部分集合について近似処理を行い、ボクセルに相当する被検体Ｅ内の位置の推定濃度を算出する。再構成部３２は、サブセット番号ｍが最大値Ｍであるか否かを判断する。サブセット番号ｍが最大値Ｍでないとき、再構成部３２は、サブセット番号ｍと更新回数ｋとをインクリメントし、近似処理を行い、新たなサブセットに関する推定濃度を算出する。サブセット番号ｍが最大値Ｍであるとき、再構成部３２は、算出された推定濃度が収束したかを判定する。推定濃度が収束したとき、再構成部３２は再構成処理を終了する。推定濃度が収束しないとき、再構成部３２は、反復回数ｎが上限値Ｌであるか否かを判断する。ここで、反復回数とは、部分集合ごとに近似処理（推定値の算出）を行う処理が一巡した回数を表す。例えば、部分集合数が「１０」であるとき、再構成部３２は、サブセット番号「１」から「１０」までの部分集合に対して近似処理をそれぞれ行い、さらに、サブセット番号「１」から「１０」までの部分集合に対して近似処理をそれぞれ行う。この繰り返し回数が反復回数である。反復回数ｎが上限値Ｌでないとき、再構成部３２は、反復回数をインクリメントするとともにサブセット番号ｍを「１」とし、サブセット番号「１」に係るサブセットに関する推定濃度を算出する。反復回数ｎが上限値Ｌであるとき、再構成部３２は再構成処理を終了する。
【００１７】
また、再構成部３２は、制御部３３Ａから部分集合数を減少するための指示を受け、減少した新たな部分集合数の部分集合に投影データを分割する。そして、再構成部３２は、この新たな部分集合数に分割された部分集合に対して上述した再構成処理を施す。
【００１８】
制御部３３Ａは、逐次生成される画像から、その画像の画質の変化を示す変化値を求め、変化値が所定値に達したとき、再構成部３２に対して部分集合数より少ない新たな部分集合数を指示し、その新たな部分集合数の部分集合に対し逐次画像を再構成させる。
【００１９】
また、制御部３３Ａは、関心領域設定部３３１を有する。関心領域設定部３３１は、再構成部３２による画像に関心領域を設定する。関心領域設定部３３１は、被検体Ｅ内の異なる複数の組織に相当する画像領域を関心領域として設定する。このとき、関心領域は操作部３５からの指示を関心領域設定部３３１が受けることによって設定される。
【００２０】
制御部３３Ａは、再構成部３２が再構成処理によって生成する画像データを逐次受け、設定された関心領域に含まれる画素値の平均値の差分又は比を変化値として求め、部分集合数を差分又は比に基づいて減少するように再構成部３２を制御する。このとき、制御部３３Ａは、各関心領域に含まれる画素の平均値を算出し、算出された平均値からなる差分又は比を算出する。ここで、関心領域それぞれに含まれる画素値の平均値の差分又は比は画像のコントラストに相当する。通常、再構成処理の過程において、この差分及び比（コントラスト）は増加することが知られている。従って、制御部３３Ａは、関心領域それぞれに含まれる画素の平均値の差分又は比を変化値として監視することによって、再構成処理の進捗を判断することができる。なお、制御部３３Ａは、再構成部３２が画像を更新する度に再構成部３２から画像データを受ける。また、制御部３３Ａは一定の画像の更新回数ごとに再構成部３２から画像データを受けてもよい。
【００２１】
制御部３３Ａは、たとえば処理装置と記憶装置を含んで構成される。処理装置としては、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、又はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）が用いられる。記憶装置は、たとえば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）を含んで構成される。記憶装置には、医用画像撮影装置１の各部の機能を実行するためのコンピュータプログラムが記憶されている。処理装置は、これらコンピュータプログラムを実行することで、上記機能を実現する。制御部３３Ａは、装置各部を制御する。
【００２２】
また、制御部３３Ａの記憶装置は、再構成処理の進捗を判断するための第１の基準値を予め記憶している。例えば記憶装置は、変化値としての関心領域それぞれに含まれる画素の平均値の差分又は比と第１の基準値とを関連付けて段階的に複数記憶する。制御部３３Ａは、求めた差分又は比と第１の基準値とを比較し、差分又は比が第１の基準値以上であったとき、再構成部３２に部分集合数を減少させる指示を出力する。そして、新たな部分集合に対して近似処理された画像に対しては、新たな第１の基準値で判断する。また、制御部３３Ａは、再構成部３２に部分集合数を減少させる指示を出力するとき減少後の部分集合数も出力する。
【００２３】
ここで、再構成処理時間の短縮を目的とした部分集合への分割により生じる画質劣化が改善される背景について説明する。図２は、再構成処理における画像更新量と再構成処理の進捗度との関係を定性的に示した図である。画像更新量とは、ｋ回目の推定値とｋ＋１回目の推定値との差分である。各部分集合で再構成画像が求められることにより、画像の更新回数が増え、診断に有用な画質の再構成画像を速く得ることができる。このことは、再構成処理時間の短縮につながる。しかしながら、投影データが部分集合に分割されることにより、各部分集合の雑音のバランスが崩れたものとなり、また、各部分集合で逐次近似再構成の最尤推定解を持つこととなる。その結果、画質劣化が生じる。本実施形態では、再構成中に部分集合の分割数を変更することにより、再構成画像の雑音バランスが良くなり、最尤推定解が一意になる。それにより、前述の部分集合への分割による弊害が解決され、画質劣化が改善される。したがって、再構成処理時間の短縮と画質改善との双方が達成される。
【００２４】
表示制御部３３０は、再構成部３２から画像データを受け、被検体Ｅの内部構造を表す画像を生成し、その画像を表示部３４に表示させる。たとえば、表示制御部３３０は、ＭＰＲ処理とボリュームレンダリングを実行可能である。ＭＰＲ処理は、再構成処理部により生成された画像データに任意の断面を設定してレンダリング処理を施すことにより、この断面を表すＭＰＲ画像データを生成する画像処理である。ボリュームレンダリングは、任意の視線（レイ）に沿ってボリュームデータをサンプリングし、その値（推定濃度値）を加算していくことにより、被検体Ｅの３次元領域を表す擬似的３次元画像データを生成する画像処理である。
【００２５】
記憶部は、検出データ、投影データ、再構成処理後の画像データ等を記憶する。表示部３４は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）表示デバイスによって構成される。操作部３５は、医用画像撮影装置１に対する各種の指示入力や情報入力に用いられる。操作部３５は、例えばキーボード、マウス、トラックボール等により構成される。また、操作部３５は、表示部３４に表示されたＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を含んでもよい。
【００２６】
［動作］
図３及び図４は、この実施形態の医用画像撮影装置１の動作を表すフローチャートである。
【００２７】
（Ｓ１Ａ）
被検体Ｅを寝台部２０に載置し、検出部１１の開口部に挿入する。制御部３３Ａは、検出部１１を制御して、被検体Ｅ内からの放射線を検出させる。検出部１１は、検出結果をデータ収集部３１に出力する。
【００２８】
（Ｓ２Ａ）
制御部３３Ａは、データ収集部３１を制御して、検出部１１が検出した検出結果を受け、その検出結果に係る放射線を量子計数して投影データを収集する。データ収集部３１は投影データを再構成部３２に出力する。
【００２９】
（Ｓ３Ａ）
制御部３３Ａは、関心領域設定部３３１を制御して関心領域を設定させる。また、再構成条件として、部分集合数及び反復回数ｎの上限値Ｌを設定する。また、再構成条件には、他の条件として様々な項目（条件項目ということがある）が含まれてもよい。条件項目の例として、ＦＯＶ（ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）がある。ＦＯＶは視野サイズを規定する条件項目である。ＦＯＶの設定は、投影データに基づく画像を参照して行われる。また、所定のＦＯＶを自動的に設定することもできる。
【００３０】
（Ｓ４Ａ）
制御部３３Ａは、再構成部３２を制御して、検出部１１が検出した放射線に基づく投影データをデータ収集部３１から受けさせ、ステップＳ３Ａにて設定された再構成条件に基づいて、投影データを複数の部分集合に分割させるとともに、逐次近似法による再構成処理を部分集合に施させて画像を逐次生成させる。図４は、再構成処理に係る動作を表すフローチャートである。
【００３１】
（Ｓ４０１Ａ）
再構成部３２は、データ収集部３１から受けた投影データを複数の部分集合に分割する。このときの部分集合数ＭはステップＳ３Ａにて設定された部分集合数である。つまり、サブセット番号ｍは１〜最大値Ｍの値をとり得る。
【００３２】
（Ｓ４０２Ａ）
再構成部３２は、まず、１番目（ｍ＝１）の部分集合について近似処理を行い、各ボクセルに相当する被検体Ｅ内の位置の推定濃度を算出するとともに算出した推定濃度に基づく画像データを生成する。
【００３３】
（Ｓ４０３Ａ）
再構成部３２は、ステップＳ４０２Ａにて推定濃度を算出した部分集合のサブセット番号ｍが最大値Ｍであるか否かを判断する。サブセット番号ｍが最大値Ｍでないとき、ステップＳ４０４Ａに進む。サブセット番号ｍが最大値Ｍであるとき、ステップＳ４０５Ａに進む。
【００３４】
（Ｓ４０４Ａ）
制御部３３Ａは、再構成部３２を制御して、サブセット番号ｍをインクリメントさせる。そして、ステップＳ４０２Ａに戻り、インクリメントされたサブセット番号ｍに対応する部分集合に対する処理を行う。
【００３５】
（Ｓ４０５Ａ）
制御部３３Ａは、算出された推定濃度が収束したか否かを判断する。このとき制御部３３Ａは、対数尤度関数を用いる手法等の一般的な手法によってこの判断を行ってよい。制御部３３Ａが収束したと判断したとき、図３のステップＳ５Ａに進む。制御部３３Ａが収束していないと判断したとき、ステップＳ４０６Ａに進む。
【００３６】
（Ｓ４０６Ａ）
制御部３３Ａは、反復回数ｎが上限値Ｌであるか否かを判断する。反復回数ｎが上限値Ｌであるとき、図３のステップＳ５Ａに進む。反復回数ｎが上限値Ｌでないとき、ステップＳ４０７Ａに進む。
【００３７】
（Ｓ４０７Ａ）
制御部３３Ａは、再構成部３２がステップＳ４０２Ａで生成した画像データを受け、設定された関心領域に含まれる画素の平均値の差分又は比を変化値として求める。このとき、制御部３３Ａは、各関心領域に含まれる画素の平均値を算出し、算出された平均値からなる差分又は比を算出する。
【００３８】
（Ｓ４０８Ａ）
制御部３３Ａは、求めた差分又は比と予め記憶した第１の基準値とを比較する。差分又は比が第１の基準値以上でないとき、ステップＳ４１１Ａに進む。差分又は比が第１の基準値以上のとき、ステップＳ４０９Ａに進む。
【００３９】
（Ｓ４０９Ａ）
制御部３３Ａは、再構成部３２に、部分集合数を減少させる指示及び減少後の部分集合数を出力するとともに、最大値Ｍを減少後の新たな部分集合数に変更する。また、制御部３３Ａは、記憶装置から減少後の部分集合数に対応付けられた第１の基準値を読み出す。
【００４０】
（Ｓ４１０Ａ）
制御部３３Ａは、再構成部３２を制御して、新たな部分集合数の部分集合に投影データを分割させる。
【００４１】
（Ｓ４１１Ａ）
制御部３３Ａは、再構成部３２を制御して、反復回数ｎをインクリメントさせる。また、制御部３３Ａは、再構成部３２を制御して、サブセット番号ｍを「１」に変更させる。
【００４２】
（Ｓ５Ａ）
制御部３３Ａは、表示制御部３３０を制御して、再構成部３２から画像データを受けさせ、被検体Ｅの内部構造を表す画像を生成させ、その画像を表示部３４に表示させる。以上で図３に示す動作を終了する。
【００４３】
［作用・効果］
この実施形態の医用画像撮影装置１の作用及び効果を説明する。
【００４４】
実施形態に係る医用画像撮影装置１は、検出部１１と、再構成部３２と、制御部３３Ａとを有する。検出部１１は、放射線を検出する。再構成部３２は、検出部１１が検出した放射線に基づく投影データを受け、投影データを複数の部分集合に分割するとともに、逐次近似法による再構成処理を部分集合に施して画像を逐次生成する。制御部３３Ａは、再構成部３２が再構成処理を行う過程を監視し、監視して取得した変化値に基づいて部分集合の数である部分集合数を減少するように再構成部３２を制御する。また、制御部３３Ａは、画像に関心領域を設定する関心領域設定部３３１を有し、設定された関心領域に含まれる画素の平均値の差分又は比を変化値として求め、部分集合数を差分又は比に基づいて減少するように再構成部３２を制御する。このように、医用画像撮影装置１は、関心領域に含まれる画素の平均値の差分又は比を再構成処理の変化値として求め、この変化値に基づいて、部分集合数を減少させる。すなわち、医用画像撮影装置１は再構成処理の初期では部分集合数が大きく、再構成処理の後期では部分集合数が小さくなるように動作する。それにより、再構成処理時間を短縮し、画質を向上することができる医用画像撮影装置１を提供することができる。
【００４５】
〈第２の実施形態〉
［構成］
図５は、第２の実施形態の医用画像撮影装置１を表すブロック図である。この実施形態は、第１の実施形態に比べ、制御部３３Ｂの構成が異なる。他の構成要素は第１の実施形態に同様である。
【００４６】
制御部３３Ｂは、再構成部３２による画像を逐次取得し、取得した画像の画素値の分散又は標準偏差を変化値として求め、部分集合数を分散又は標準偏差に基づいて減少するように再構成部３２を制御する。このとき、制御部３３Ｂは、取得した画像に含まれる画素の分散又は標準偏差を算出する。通常、投影データには雑音が含まれ、再構成された画像の画質にも雑音として含まれる。この雑音のうち高周波成分は、逐次近似再構成法による再構成処理の後期に画像として再構成される。それにより、再構成処理の過程において、この分散又は標準偏差は増加する。従って、制御部３３Ｂは、画像の分散又は標準偏差を変化値として監視することによって、再構成処理の進捗を判断することができる。なお、制御部３３Ｂは、再構成部３２が画像を更新する度に再構成部３２から画像データを受ける。また、制御部３３Ｂは一定の画像の更新回数ごとに再構成部３２から画像データを受けてもよい。なお、雑音が画像の画質に及ぼす影響は部分集合数が少ないほど小さいので、制御部３３Ｂが部分集合数を減少させることにより、画像の画質を向上させることができる。
【００４７】
また、制御部３３Ｂは、例えば処理装置と記憶装置を含んで構成される。制御部３３Ｂの記憶装置は、再構成処理の進捗を判断するための第２の基準値を予め記憶している。例えば記憶装置は、変化値としての画像に含まれる画素の分散又は標準偏差と第２の基準値とを関連付けて段階的に複数記憶する。制御部３３Ｂは、求めた分散又は標準偏差と第２の基準値とを比較し、分散又は標準偏差が第２の基準値以上であったとき、再構成部３２に部分集合数を減少させる指示を出力する。制御部３３Ｂは、再構成部３２に部分集合数を減少させる指示を出力するとき減少後の部分集合数も出力する。
【００４８】
［動作］
図６及び図７は、この実施形態の医用画像撮影装置１の動作を表すフローチャートである。
【００４９】
（Ｓ１Ｂ）
被検体Ｅを寝台部２０に載置し、検出部１１の開口部に挿入する。制御部３３Ｂは、検出部１１を制御して、被検体Ｅ内からの放射線を検出させる。検出部１１は、検出結果をデータ収集部３１に出力する。
【００５０】
（Ｓ２Ｂ）
制御部３３Ｂは、データ収集部３１を制御して、検出部１１が検出した検出結果を受け、その検出結果に係る放射線を量子計数して投影データを収集する。データ収集部３１は投影データを再構成部３２に出力する。
【００５１】
（Ｓ３Ｂ）
制御部３３Ｂは、再構成条件として、部分集合数及び反復回数ｎの上限値Ｌを設定する。また、再構成条件には、他の条件として様々な項目（条件項目ということがある）が含まれてもよい。条件項目の例として、ＦＯＶ（ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）がある。ＦＯＶは視野サイズを規定する条件項目である。ＦＯＶの設定は、投影データに基づく画像を参照して行われる。また、所定のＦＯＶを自動的に設定することもできる。
【００５２】
（Ｓ４Ｂ）
制御部３３Ｂは、再構成部３２を制御して、検出部１１が検出した放射線に基づく投影データをデータ収集部３１から受けさせ、ステップＳ３Ｂにて設定された再構成条件に基づいて、投影データを複数の部分集合に分割させるとともに、逐次近似法による再構成処理を部分集合に施させて画像を逐次生成させる。図７は、再構成処理に係る動作を表すフローチャートである。
【００５３】
（Ｓ４０１Ｂ）
再構成部３２は、データ収集部３１から受けた投影データを複数の部分集合に分割する。このときの部分集合数はステップＳ３Ｂにて設定された部分集合数である。つまり、サブセット番号ｍは１〜最大値Ｍの値をとり得る。
【００５４】
（Ｓ４０２Ｂ）
再構成部３２は、まず、１番目（ｍ＝１）の部分集合について近似処理を行い、各ボクセルに相当する被検体Ｅ内の位置の推定濃度を算出するとともに算出した推定濃度に基づく画像データを生成する。
【００５５】
（Ｓ４０３Ｂ）
再構成部３２は、ステップＳ４０２Ｂにて推定濃度を算出した部分集合のサブセット番号ｍが最大値Ｍであるか否かを判断する。サブセット番号ｍが最大値Ｍでないとき、ステップＳ４０４Ｂに進む。サブセット番号ｍが最大値Ｍであるとき、ステップＳ４０５Ｂに進む。
【００５６】
（Ｓ４０４Ｂ）
制御部３３Ｂは、再構成部３２を制御して、サブセット番号ｍをインクリメントさせる。そして、ステップＳ４０２Ｂに戻り、インクリメントされたサブセット番号ｍに対応する部分集合に対する処理を行う。
【００５７】
（Ｓ４０５Ｂ）
制御部３３Ｂは、算出された推定濃度が収束したか否かを判断する。このとき制御部３３Ｂは、対数尤度関数を用いる手法等の一般的な手法によってこの判断を行ってよい。制御部３３Ｂが収束したと判断したとき、図６のステップＳ５Ｂに進む。制御部３３Ｂが収束していないと判断したとき、ステップＳ４０６Ｂに進む。
【００５８】
（Ｓ４０６Ｂ）
制御部３３Ｂは、反復回数ｎが上限値Ｌであるか否かを判断する。反復回数ｎが上限値Ｌであるとき、図６のステップＳ５Ｂに進む。反復回数ｎが上限値Ｌでないとき、ステップＳ４０７Ｂに進む。
【００５９】
（Ｓ４０７Ｂ）
制御部３３Ｂは、再構成部３２がステップＳ４０２Ｂで生成した画像データを受け、画像に含まれる画素の分散又は標準偏差を変化値として求める。このとき、制御部３３Ｂは、画像に含まれる画素の分散又は標準偏差を算出する。
【００６０】
（Ｓ４０８Ｂ）
制御部３３Ｂは、求めた分散又は標準偏差と予め記憶した第２の基準値とを比較する。分散又は標準偏差が第２の基準値以上でないとき、ステップＳ４１１Ｂに進む。分散又は標準偏差が第２の基準値以上のとき、ステップＳ４０９Ｂに進む。
【００６１】
（Ｓ４０９Ｂ）
制御部３３Ｂは、再構成部３２に、部分集合数を減少させる指示及び減少後の部分集合数を出力するとともに、最大値Ｍを減少後の新たな部分集合数に変更する。また、制御部３３Ｂは、記憶装置から減少後の部分集合数に対応付けられた第２の基準値を読み出す。
【００６２】
（Ｓ４１０Ｂ）
制御部３３Ｂは、再構成部３２を制御して、新たな部分集合数の部分集合に投影データを分割させる。
【００６３】
（Ｓ４１１Ｂ）
制御部３３Ｂは、再構成部３２を制御して、反復回数ｎをインクリメントさせる。また、制御部３３Ｂは、再構成部３２を制御して、サブセット番号ｍを「１」に変更させる。
【００６４】
（Ｓ５Ｂ）
制御部３３Ｂは、表示制御部３３０を制御して、再構成部３２から画像データを受けさせ、被検体Ｅの内部構造を表す画像を生成させ、その画像を表示部３４に表示させる。以上で図６に示す動作を終了する。
【００６５】
［作用・効果］
この実施形態の医用画像撮影装置１の作用及び効果を説明する。
【００６６】
実施形態に係る医用画像撮影装置１は、検出部１１と、再構成部３２と、制御部３３Ｂとを有する。検出部１１は、放射線を検出する。再構成部３２は、検出部１１が検出した放射線に基づく投影データを受け、投影データを複数の部分集合に分割するとともに、逐次近似法による再構成処理を部分集合に施して画像を逐次生成する。制御部３３Ｂは、再構成部３２が再構成処理を行う過程を監視し、監視して取得した変化値に基づいて部分集合の数である部分集合数を減少するように再構成部３２を制御する。また、制御部３３Ｂは、画像に含まれる画素の分散又は標準偏差を変化値として求め、部分集合数を分散又は標準偏差に基づいて減少するように再構成部３２を制御する。このように、医用画像撮影装置１は、画像に含まれる画素の分散又は標準偏差を再構成処理の変化値として求め、この変化値に基づいて、部分集合数を減少させる。すなわち、医用画像撮影装置１は再構成処理の初期では部分集合数が大きく、再構成処理の後期では部分集合数が小さくなるように動作する。それにより、再構成処理時間を短縮し、画質を向上することができる医用画像撮影装置１を提供することができる。
【００６７】
〈第３の実施形態〉
［構成］
図８は、第２の実施形態の医用画像撮影装置１を表すブロック図である。この実施形態は、第１の実施形態に比べ、制御部３３Ｃの構成が異なる。他の構成要素は第１の実施形態に同様である。
【００６８】
制御部３３Ｃは、再構成部３２による逐次近似法の近似の反復回数ｎを変化値として求め、部分集合数を反復回数に基づいて減少するように再構成部３２を制御する。ここで、反復回数とは、部分集合ごとに近似処理（推定値の算出）を行う処理が一巡した回数を表す。例えば、部分集合数が「１０」であるとき、再構成部３２は、サブセット番号「１」から「１０」までの部分集合に対して近似処理をそれぞれ行い、さらに、サブセット番号「１」から「１０」までの部分集合に対して近似処理をそれぞれ行う。この繰り返し回数が反復回数である。再構成処理が進行するほどこの反復回数は増加する。従って、制御部３３Ｃは、反復回数を変化値として監視することによって、再構成処理の進捗を判断することができる。例えば制御部３３Ｃは、再構成部３２が近似の反復を行う毎に反復回数をインクリメントし、その反復回数を取得することによって反復回数を求める。
【００６９】
また、制御部３３Ｃは、例えば処理装置と記憶装置を含んで構成される。制御部３３Ｃの記憶装置は、再構成処理の進捗を判断するための第３の基準値を予め記憶している。例えば記憶装置は、変化値としての反復回数と第３の基準値とを関連付けて段階的に複数記憶し、制御部３３Ｃは、求めた反復回数と第３の基準値とを比較し、反復回数が第３の基準値以上であったとき、再構成部３２に部分集合数を減少させる指示を出力する。制御部３３Ｃは、再構成部３２に部分集合数を減少させる指示を出力するとき減少後の部分集合数も出力する。
【００７０】
［動作］
図９及び図１０は、この実施形態の医用画像撮影装置１の動作を表すフローチャートである。
【００７１】
（Ｓ１Ｃ）
被検体Ｅを寝台部２０に載置し、検出部１１の開口部に挿入する。制御部３３Ｃは、検出部１１を制御して、被検体Ｅ内からの放射線を検出させる。検出部１１は、検出結果をデータ収集部３１に出力する。
【００７２】
（Ｓ２Ｃ）
制御部３３Ｃは、データ収集部３１を制御して、検出部１１が検出した検出結果を受け、その検出結果に係る放射線を量子計数して投影データを収集する。データ収集部３１は投影データを再構成部３２に出力する。
【００７３】
（Ｓ３Ｃ）
制御部３３Ｃは、再構成条件として、部分集合数及び反復回数ｎの上限値Ｌを設定する。また、再構成条件には、他の条件として様々な項目（条件項目ということがある）が含まれてもよい。条件項目の例として、ＦＯＶ（ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）がある。ＦＯＶは視野サイズを規定する条件項目である。ＦＯＶの設定は、投影データに基づく画像を参照して行われる。また、所定のＦＯＶを自動的に設定することもできる。
【００７４】
（Ｓ４Ｃ）
制御部３３Ｃは、再構成部３２を制御して、検出部１１が検出した放射線に基づく投影データをデータ収集部３１から受けさせ、ステップＳ３Ｃにて設定された再構成条件に基づいて、投影データを複数の部分集合に分割させるとともに、逐次近似法による再構成処理を部分集合に施させて画像を逐次生成させる。図１０は、再構成処理に係る動作を表すフローチャートである。
【００７５】
（Ｓ４０１Ｃ）
再構成部３２は、データ収集部３１から受けた投影データを複数の部分集合に分割する。このときの部分集合数はステップＳ３Ｃにて設定された部分集合数である。
【００７６】
（Ｓ４０２Ｃ）
再構成部３２は、まず、１番目（ｍ＝１）の部分集合について近似処理を行い、各ボクセルに相当する被検体Ｅ内の位置の推定濃度を算出するとともに算出した推定濃度に基づく画像データを生成する。
【００７７】
（Ｓ４０３Ｃ）
再構成部３２は、ステップＳ４０２Ｃにて推定濃度を算出した部分集合のサブセット番号ｍが最大値Ｍであるか否かを判断する。サブセット番号ｍが最大値Ｍでないとき、ステップＳ４０４Ｃに進む。サブセット番号ｍが最大値Ｍであるとき、ステップＳ４０５Ｃに進む。
【００７８】
（Ｓ４０４Ｃ）
制御部３３Ｃは、再構成部３２を制御して、サブセット番号ｍをインクリメントさせる。そして、ステップＳ４０２Ｃに戻り、インクリメントされたサブセット番号ｍに対応する部分集合に対する処理を行う。
【００７９】
（Ｓ４０５Ｃ）
制御部３３Ｃは、算出された推定濃度が収束したか否かを判断する。このとき制御部３３Ｃは、対数尤度関数を用いる手法等の一般的な手法によってこの判断を行ってよい。制御部３３Ｃが収束したと判断したとき、図９のステップＳ５Ｃに進む。制御部３３Ｃが収束していないと判断したとき、ステップＳ４０６Ｃに進む。
【００８０】
（Ｓ４０６Ｃ）
制御部３３Ｃは、反復回数ｎが上限値Ｌであるか否かを判断する。反復回数ｎが上限値Ｌであるとき、図９のステップＳ５Ｃに進む。反復回数ｎが上限値Ｌでないとき、ステップＳ４０７Ｃに進む。
【００８１】
（Ｓ４０７Ｃ）
制御部３３Ｃは、反復回数ｎと予め記憶した第３の基準値とを比較する。反復回数ｎが第３の基準値以上でないとき、ステップＳ４１０Ｃに進む。反復回数ｎが第３の基準値以上のとき、ステップＳ４０８Ｃに進む。
【００８２】
（Ｓ４０８Ｃ）
制御部３３Ｃは、再構成部３２に、部分集合数を減少させる指示及び減少後の部分集合数を出力するとともに、最大値Ｍを減少後の新たな部分集合数に変更する。また、制御部３３Ｃは、記憶装置から減少後の部分集合数に対応付けられた第３の基準値を読み出す。
【００８３】
（Ｓ４０９Ｃ）
制御部３３Ｃは、再構成部３２を制御して、新たな部分集合数の部分集合に投影データを分割させる。
【００８４】
（Ｓ４１０Ｃ）
制御部３３Ｃは、再構成部３２を制御して、反復回数ｎをインクリメントさせる。また、制御部３３Ｃは、再構成部３２を制御して、サブセット番号ｍを「１」に変更させる。
【００８５】
（Ｓ５Ｃ）
制御部３３Ｃは、表示制御部３３０を制御して、再構成部３２から画像データを受けさせ、被検体Ｅの内部構造を表す画像を生成させ、その画像を表示部３４に表示させる。以上で図９に示す動作を終了する。
【００８６】
［作用・効果］
この実施形態の医用画像撮影装置１の作用及び効果を説明する。
【００８７】
実施形態に係る医用画像撮影装置１は、検出部１１と、再構成部３２と、制御部３３Ｃとを有する。検出部１１は、放射線を検出する。再構成部３２は、検出部１１が検出した放射線に基づく投影データを受け、投影データを複数の部分集合に分割するとともに、逐次近似法による再構成処理を部分集合に施して画像を逐次生成する。制御部３３Ｃは、再構成部３２が再構成処理を行う過程を監視し、監視して取得した変化値に基づいて部分集合の数である部分集合数を減少するように再構成部３２を制御する。また、制御部３３Ｃは、再構成部３２による逐次近似法の近似の反復回数を変化値として求め、部分集合数を反復回数に基づいて減少するように再構成部３２を制御する。このように、医用画像撮影装置１は、再構成部３２による逐次近似法の近似の反復回数を再構成処理の変化値として求め、この変化値に基づいて、部分集合数を減少させる。すなわち、医用画像撮影装置１は再構成処理の初期では部分集合数が大きく、再構成処理の後期では部分集合数が小さくなるように動作する。それにより、再構成処理時間を短縮し、画質を向上することができる医用画像撮影装置１を提供することができる。
【００８８】
〈第４の実施形態〉
［構成］
図１１は、第４の実施形態の医用画像撮影装置１を表すブロック図である。この実施形態は、第１の実施形態に比べ、制御部３３Ｄの構成が異なる。他の構成要素は第１の実施形態に同様である。
【００８９】
制御部３３Ｄは、再構成部３２による逐次近似法の画像の更新回数を変化値として求め、部分集合数を更新回数に基づいて減少するように再構成部３２を制御する。ここで、更新回数とは、再構成部３２が、部分集合に対して近似処理（推定値の算出）を行った回数を表す。例えば、部分集合数が「１０」であるとき、１０個の部分集合それぞれに対して近似処理を行った場合の更新回数は「１０」である。再構成処理が進行するほどこの更新回数は増加する。従って、制御部３３Ｄは、更新回数を変化値として監視することによって、再構成処理の進捗を判断することができる。例えば制御部３３Ｄは、再構成部３２が一つの部分集合に対して近似処理（推定値の演算）を行う毎に更新回数をインクリメントし、その更新回数を取得することによって更新回数を求める。
【００９０】
また、制御部３３Ｄは、例えば処理装置と記憶装置を含んで構成される。制御部３３Ｄの記憶装置は、再構成処理の進捗を判断するための第４の基準値を予め記憶している。例えば記憶装置は、変化値としての更新回数と第４の基準値とを関連付けて段階的に複数記憶し、制御部３３Ｄは、求めた更新回数と第４の基準値とを比較し、更新回数が第４の基準値以上であったとき、再構成部３２に部分集合数を減少させる指示を出力する。制御部３３Ｄは、再構成部３２に部分集合数を減少させる指示を出力するとき減少後の部分集合数も出力する。
【００９１】
［動作］
図１２及び図１３は、この実施形態の医用画像撮影装置１の動作を表すフローチャートである。
【００９２】
（Ｓ１Ｄ）
被検体Ｅを寝台部２０に載置し、検出部１１の開口部に挿入する。制御部３３Ｄは、検出部１１を制御して、被検体Ｅ内からの放射線を検出させる。検出部１１は、検出結果をデータ収集部３１に出力する。
【００９３】
（Ｓ２Ｄ）
制御部３３Ｄは、データ収集部３１を制御して、検出部１１が検出した検出結果を受け、その検出結果に係る放射線を量子計数して投影データを収集する。データ収集部３１は投影データを再構成部３２に出力する。
【００９４】
（Ｓ３Ｄ）
制御部３３Ｄは、再構成条件として、部分集合数及び反復回数ｎの上限値Ｌを設定する。また、再構成条件には、他の条件として様々な項目（条件項目ということがある）が含まれてもよい。条件項目の例として、ＦＯＶ（ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）がある。ＦＯＶは視野サイズを規定する条件項目である。ＦＯＶの設定は、投影データに基づく画像を参照して行われる。また、所定のＦＯＶを自動的に設定することもできる。
【００９５】
（Ｓ４Ｄ）
制御部３３Ｄは、再構成部３２を制御して、検出部１１が検出した放射線に基づく投影データをデータ収集部３１から受けさせ、ステップＳ３Ｄにて設定された再構成条件に基づいて、投影データを複数の部分集合に分割させるとともに、逐次近似法による再構成処理を部分集合に施させて画像を逐次生成させる。図１３は、再構成処理に係る動作を表すフローチャートである。
【００９６】
（Ｓ４０１Ｄ）
再構成部３２は、データ収集部３１から受けた投影データを複数の部分集合に分割する。このときの部分集合数はステップＳ３Ｄにて設定された部分集合数である。
【００９７】
（Ｓ４０２Ｄ）
再構成部３２は、まず、１番目（ｍ＝１）の部分集合について近似処理を行い、各ボクセルに相当する被検体Ｅ内の位置の推定濃度を算出するとともに算出した推定濃度に基づく画像データを生成する。さらに、再構成部は、更新回数ｋをインクリメントする。
【００９８】
（Ｓ４０３Ｄ）
再構成部３２は、ステップＳ４２Ｃにて推定濃度を算出した部分集合のサブセット番号ｍが最大値Ｍであるか否かを判断する。サブセット番号ｍが最大値Ｍでないとき、ステップＳ４０４Ｄに進む。サブセット番号ｍが最大値Ｍであるとき、ステップＳ４０５Ｄに進む。
【００９９】
（Ｓ４０４Ｄ）
制御部３３Ｄは、再構成部３２を制御して、サブセット番号ｍをインクリメントさせる。そして、ステップＳ４０２Ｄに戻り、インクリメントされたサブセット番号ｍに対応する部分集合に対する処理を行う。
【０１００】
（Ｓ４０５Ｄ）
制御部３３Ｄは、算出された推定濃度が収束したか否かを判断する。このとき制御部３３Ｄは、対数尤度関数を用いる手法等の一般的な手法によってこの判断を行ってよい。制御部３３Ｄが収束したと判断したとき、図１２のステップＳ５Ｄに進む。制御部３３Ｄが収束していないと判断したとき、ステップＳ４０６Ｄに進む。
【０１０１】
（Ｓ４０６Ｄ）
制御部３３Ｄは、反復回数ｎが上限値Ｌであるか否かを判断する。反復回数ｎが上限値Ｌであるとき、図１２のステップＳ５Ｄに進む。反復回数ｎが上限値Ｌでないとき、ステップＳ４０７Ｄに進む。
【０１０２】
（Ｓ４０７Ｄ）
制御部３３Ｄは、更新回数ｋと予め記憶した第４の基準値とを比較する。更新回数ｋが第４の基準値以上でないとき、ステップＳ４１０Ｄに進む。更新回数ｋが第４の基準値以上のとき、ステップＳ４０８Ｄに進む。
【０１０３】
（Ｓ４０８Ｄ）
制御部３３Ｄは、再構成部３２に、部分集合数を減少させる指示及び減少後の部分集合数を出力するとともに、最大値Ｍを減少後の新たな部分集合数に変更する。また、制御部３３Ｄは、記憶装置から減少後の部分集合数に対応付けられた第４の基準値を読み出す。
【０１０４】
（Ｓ４０９Ｄ）
制御部３３Ｄは、再構成部３２を制御して、新たな部分集合数の部分集合に投影データを分割させる。
【０１０５】
（Ｓ４１０Ｄ）
制御部３３Ｄは、再構成部３２を制御して、反復回数ｎをインクリメントさせる。また、制御部３３Ｄは、再構成部３２を制御して、サブセット番号ｍを「１」に変更させる。
【０１０６】
（Ｓ５Ｄ）
制御部３３Ｄは、表示制御部３３０を制御して、再構成部３２から画像データを受けさせ、被検体Ｅの内部構造を表す画像を生成させ、その画像を表示部３４に表示させる。以上で図１２に示す動作を終了する。
【０１０７】
［作用・効果］
この実施形態の医用画像撮影装置１の作用及び効果を説明する。
【０１０８】
実施形態に係る医用画像撮影装置１は、検出部１１と、再構成部３２と、制御部３３Ｄとを有する。検出部１１は、放射線を検出する。再構成部３２は、検出部１１が検出した放射線に基づく投影データを受け、投影データを複数の部分集合に分割するとともに、逐次近似法による再構成処理を部分集合に施して画像を逐次生成する。制御部３３Ｄは、再構成部３２が再構成処理を行う過程を監視し、監視して取得した変化値に基づいて部分集合の数である部分集合数を減少するように再構成部３２を制御する。また、制御部３３Ｄは、再構成部３２による逐次近似法の画像の更新回数を変化値として求め、部分集合数を更新回数に基づいて減少するように再構成部３２を制御する。このように、医用画像撮影装置１は、再構成部３２による逐次近似法の近似の更新回数を再構成処理の変化値として求め、この変化値に基づいて、部分集合数を減少させる。すなわち、医用画像撮影装置１は再構成処理の初期では部分集合数が大きく、再構成処理の後期では部分集合数が小さくなるように動作する。それにより、再構成処理時間を短縮し、画質を向上することができる医用画像撮影装置１を提供することができる。
【０１０９】
〈変形例１〉
［構成］
図１４は、この変形例１に係る医用画像撮影装置１を表すブロック図である。この変形例１は、第１〜第４の実施形態に比べ、制御部３３Ｅ及び表示制御部３３０Ｅの構成が異なる。他の構成要素は第１の実施形態に同様である。
【０１１０】
制御部３３Ｅは、表示制御部３３０Ｅを有する。表示制御部３３０Ｅは、画像及び／又は変化値を表示部３４に逐次表示させる表示制御部３３０Ｅを有し、操作部３５からの減少指示を受け、部分集合数を該減少指示に基づいて減少するように再構成部３２を制御する。表示制御部３３０Ｅは、再構成部３２から、再構成処理中の画像データを受け、その画像データに第１の実施形態に同様の処理を施して画像として表示させる。また、制御部３３Ｅは、変化値を再構成部３２から逐次取得し、その変化値を表示制御部３３０Ｅに逐次出力する。表示制御部３３０Ｅは制御部３３Ｅから受けた変化値を表示部３４に逐次表示させる。制御部３３Ｅは、変化値として、関心領域それぞれに含まれる画素の平均値の差分又は比、画像の画素値の分散又は標準偏差、再構成部３２による逐次近似法の近似の反復回数、再構成部３２による逐次近似法の画像の更新回数のうち少なくともいずれか一つを逐次取得し、表示制御部３３０Ｅに出力する。つまり、この変形例１における表示制御部３３０Ｅは、第１〜第４の実施形態にて変化値として採用した情報を表示部３４に逐次表示させる構成に相当する。
【０１１１】
図１５は、表示制御部３３０Ｅが画像及び変化値を表示部３４に表示させたときの表示例を示す模式図である。例えば表示制御部３３０Ｅは、再構成中の画像ＥＰを表示部３４に表示さえるとともに、テーブル形式にて変化値Ｔを表示させる。オペレータは、表示された変化値に基づいて再構成処理の進捗を確認し、操作部３５を介して部分集合数の減少指示操作を行う。制御部３３Ｅは、操作部３５からの減少指示を受け、部分集合数を該減少指示に基づいて減少するように再構成部３２を制御する。なお、減少後の新たな部分集合数は、予め設定されていてもよく、減少指示を出力するときに、オペレータが操作部３５を介して新たな部分集合数を入力してもよい。
【０１１２】
［作用・効果］
この実施形態の医用画像撮影装置１の作用及び効果を説明する。
【０１１３】
実施形態に係る医用画像撮影装置１は、検出部１１と、再構成部３２と、制御部３３Ｅとを有する。検出部１１は、放射線を検出する。再構成部３２は、検出部１１が検出した放射線に基づく投影データを受け、投影データを複数の部分集合に分割するとともに、逐次近似法による再構成処理を部分集合に施して画像を逐次生成する。制御部３３Ｅは、再構成部３２が再構成処理を行う過程を監視し、監視して取得した変化値に基づいて部分集合の数である部分集合数を減少するように再構成部３２を制御する。また、制御部３３Ｅは、画像及び／又は変化値を表示部３４に逐次表示させる表示制御部３３０Ｅを有し、操作部３５からの減少指示を受け、部分集合数を該減少指示に基づいて減少するように再構成部３２を制御する。それにより、再構成処理時間を短縮し、画質を向上することができる医用画像撮影装置１を提供することができる。
【０１１４】
〈第５の実施形態〉
［構成］
図１６は、第５の実施形態の医用画像撮影装置１を表すブロック図である。この実施形態は、第１の実施形態に比べ、再構成部３２Ｆの構成が異なる。他の構成要素は第１の実施形態に同様である。
【０１１５】
再構成部３２Ｆは、関心領域に基づいて投影データに重み付けを行なう。例えば、再構成部３２Ｆは、関心領域の座標と投影データの座標とを参照することによって、関心領域の中心に近い座標の投影データほど重く、関心領域の中心から遠い座標の投影データほど軽く重み付けを行なう。関心領域の座標と投影データの座標とを定める座標系の設定及び参照は、一般的な技術によって行われる。
【０１１６】
再構成部３２Ｆは、重み付けに基づいて投影データを複数の部分集合に分割する。例えば、再構成部３２Ｆは、投影データの重み付けと部分集合数を参照することによって、重み付けが近い投影データが一つの部分集合に集まるように投影データを複数の部分集合に分割する。このことは、関心領域の中心に近い座標の投影データを多く含む部分集合から、関心領域の中心から遠い座標の投影データを多く含む部分集合までを生成することに相当する。
【０１１７】
再構成部３２Ｆは、重み付けが重い部分集合を、重み付けが軽い部分集合よりも後に再構成処理を施す。重み付けが重い部分集合とは、重み付けが重い投影データを多く含む部分集合である。重み付けが軽い部分集合とは、重み付けが軽い投影データを多く含む部分集合である。例えば、再構成部３２Ｆは、部分集合ごとに、含まれる投影データの重み付けの合計値、平均値などの部分集合の重みを表す値を求める。再構成部３２Ｆは、部分集合の重みを表す値が大きな部分集合ほど後に再構成処理を施す。一例として、再構成部３２Ｆは、重み付けが重い部分集合ほど大きなサブセット番号ｍを付与し、重み付けが軽い部分集合ほど小さなサブセット番号ｍを付与する。それにより、再構成部３２Ｆは、重み付けが重い部分集合を、重み付けが軽い部分集合よりも後に再構成処理を施すことができる。
【０１１８】
［動作］
再構成部３２Ｆの動作は、図４のステップＳ４０１Ａ、図７のステップＳ４０１Ｂ、図１０のステップＳ４０１Ｃ、及び図１３のステップＳ４０１Ｄのそれぞれと置き換え可能である。
【０１１９】
［作用・効果］
この実施形態の医用画像撮影装置１の作用及び効果について説明する。
【０１２０】
この実施形態の医用画像撮影装置１は、再構成部３２Ｆを有する。再構成部３２Ｆは、関心領域に基づいて投影データに重み付けを行なう。再構成部３２Ｆは、重み付けに基づいて投影データを複数の部分集合に分割する。再構成部３２Ｆは、重み付けが重い部分集合を、重み付けが軽い部分集合よりも後に再構成処理を施す。このように、この実施形態の医用画像撮影装置１は、関心領域の座標についての重み付けが重い投影データを多く含む部分集合を生成する。また、重み付けが重い部分集合に対して後の順番で逐次近似再構成処理を施す。このことは、関心領域の座標についての投影データについて後の順番で逐次近似再構成処理を施すことに相当する。後の順番で逐次近似再構成処理が施されることは、前の順番での逐次近似再構成処理による推定値が反映されることである。それにより、関心領域について精度の高い推定値を求めることができる医用画像撮影装置を提供することができる。
【０１２１】
〈変形例２〉
図１７は、変形例２の医用画像撮影装置１のブロック図である。この変形例２は、第１〜第５の実施形態に比べ、制御部３３Ｇの構成が異なる。他の構成要素は第１の実施形態の構成を適宜援用可能である。
【０１２２】
制御部３３Ｇは、操作部３５から関心領域を変更する指示を受け、変更後の関心領域に基づいて変化値を求める。例えば、当初設定された関心領域が、臨床上観察したい部位からずれている場合がある。この場合、ユーザは、再構成処理中に、操作部を介して関心領域を臨床上観察したい部位の座標に変更する指示を制御部３３Ｇに入力することができる。制御部３３Ｇは、変更後の関心領域の座標に基づいて、再構成中の画像における該座標について、変化値を求める。それにより、制御部３３Ｇは、再構成処理中に、操作部を介して関心領域を変更する指示を受けたとき、それ以降の再構成処理において、臨床上観察したい部位について、画質の変化を表す変化値を求めることができる。したがって、当初設定された関心領域が、臨床上観察したい部位からずれた場合、関心領域を変更する指示を受け、臨床上観察したい部位についての画質に応じて部分集合数を変更し、再構成処理時間を短縮し、画質を向上することができる医用画像撮影装置を提供することができる。なお、制御部３３Ｇは、図４のステップＳ４０１Ａ〜ステップＳ４１１の処理、又は、図７のステップＳ４０１Ｂ〜ステップＳ４１１Ｂの処理のうち任意のタイミングで関心領域を変更する指示を受けることが可能である。制御部３３Ｇが該指示を受けた後に行われるステップＳ４０７Ａ又はステップＳ４０７Ｂから、制御部３３Ｇは、変更後の関心領域について変化値を求める。
【０１２３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１２４】
１      医用画像撮影装置
１１    検出部
２０    寝台部
２１    駆動部
３０    コンソール部
３１    データ収集部
３２、３２Ｆ    再構成部
３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄ、３３Ｅ、３３Ｆ、３３Ｇ  制御部
３４    表示部
３５    操作部
３３０、３３０Ｅ  表示制御部
３３１  関心領域設定部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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