(57)【要約】【課題】画質を向上させる。【解決手段】本実施形態に係る医用画像診断装置は、寝台と、第１の医用画像診断部と、第２の医用画像診断部と、制御部とを含む。寝台は、被検体が載置される天板を当該天板の短手方向に対して移動可能に支持する。第１の医用画像診断部は、第１の開口を有し、前記寝台に隣接する。第２の医用画像診断部は、前記第１の開口と貫通する第２の開口を有し、前記第１の医用画像診断部と隣接して配置される。制御部は、前記第１の開口と前記第２の開口との位置ずれ量に基づいて、前記天板の前記短手方向に関する位置を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体が載置される天板を当該天板の短手方向に対して移動可能に支持する寝台と、
第１の開口を有し、前記寝台に隣接する第１の医用画像診断部と、
前記第１の開口と貫通する第２の開口を有し、前記第１の医用画像診断部と隣接して配置される第２の医用画像診断部と、
前記第１の開口と前記第２の開口との位置ずれ量に基づいて、前記天板の前記短手方向に関する位置を制御する制御部と、
を備える、医用画像診断装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１の医用画像診断部および前記第２の医用画像診断部のいずれか一方でスキャンを行った後、他方の医用画像診断部でのスキャンに移行するタイミングで、前記天板の前記短手方向に関する位置を制御する、請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記天板の長手方向に関する位置を制御する、請求項１または請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記寝台が配置される床面に対し鉛直方向に関する前記天板の位置を制御する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
【請求項５】
前記第１の医用画像診断部と前記第２の医用画像診断部との組合せは、Ｘ線ＣＴ装置またはＭＲＩ装置と、ＰＥＴ装置またはＳＰＥＣＴ装置との組合せである、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、医用画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のモダリティによる撮影が可能な医用画像診断装置、例えばＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置とＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置とが一体化した装置がある。当該医用画像診断装置では、被検体の進入方向にＸ線ＣＴ装置の架台とＰＥＴ装置の架台とが隣接して配置されるが、架台の中心軸を揃えるように架台同士を完璧に配置することは難しく、位置ずれが生じうる。
【０００３】
上述の位置ずれは、Ｘ線ＣＴ装置で撮影されたＣＴ画像と、ＰＥＴ装置で撮影されたＰＥＴ画像との位置ずれとして影響を及ぼす。よって、位置ずれをソフトウェア処理により補正しなければならず、結果として画質が劣化しうるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６７４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、画質を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態に係る医用画像診断装置は、寝台と、第１の医用画像診断部と、第２の医用画像診断部と、制御部とを含む。寝台は、被検体が載置される天板を当該天板の短手方向に対して移動可能に支持する。第１の医用画像診断部は、第１の開口を有し、前記寝台に隣接する。第２の医用画像診断部は、前記第１の開口と貫通する第２の開口を有し、前記第１の医用画像診断部と隣接して配置される。制御部は、前記第１の開口と前記第２の開口との位置ずれ量に基づいて、前記天板の前記短手方向に関する位置を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本実施形態に係る位置ずれ量の算出方法の一例を示す図である。
【図４】図４は、ＣＴ撮影時におけるＰＥＴ−ＣＴ装置をＸ軸方向からみた図である。
【図５】図５は、ＣＴ撮影時におけるＰＥＴ−ＣＴ装置をＹ軸方向からみた図である。
【図６】図６は、Ｘ軸方向にずれが生じている場合の、ＰＥＴ撮影時におけるＰＥＴ−ＣＴ装置をＸ軸方向から見た図である。
【図７】図７は、Ｘ軸方向にずれが生じている場合の、ＰＥＴ撮影時におけるＰＥＴ−ＣＴ装置をＹ軸方向から見た図である。
【図８】図８は、Ｙ軸方向にずれが生じている場合の、ＰＥＴ撮影時におけるＰＥＴ−ＣＴ装置をＸ軸方向から見た図である。
【図９】図９は、Ｙ軸方向にずれが生じている場合の、ＰＥＴ撮影時におけるＰＥＴ−ＣＴ装置をＹ軸方向から見た図である。
【図１０】図１０は、Ｚ軸方向にずれが生じている場合の、ＰＥＴ撮影時におけるＰＥＴ−ＣＴ装置をＸ軸方向から見た図である。
【図１１】図１１は、Ｚ軸方向にずれが生じている場合の、ＰＥＴ撮影時におけるＰＥＴ−ＣＴ装置をＹ軸方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる医用画像診断装置について説明する。以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものとして、重複する説明を適宜省略する。以下、一実施形態について図面を用いて説明する。
【０００９】
以下、医用画像診断装置の一例として、ＰＥＴ撮像機構とＸ線ＣＴ撮像機構とが一体化したＰＥＴ−ＣＴ装置について説明する。なお、これに限らず、複数種類の撮像装置を組み合わせた構成、いわゆるマルチモダリティ撮像で用いられる構成でも同様に適用できる。例えば、ＰＥＴ撮像機構とＭＲ（Magnetic Resonance）撮像機構とを有するＰＥＴ−ＭＲ装置、（Single Photon Emission CT）撮像機構とＸ線ＣＴ撮像機構を有するＳＰＥＣＴ−ＣＴ装置、ＳＰＥＣＴ撮像機構とＭＲＩ撮像機構とを有するＳＰＥＣＴ−ＭＲ装置が挙げられる。
【００１０】
図１は、第１実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１の構成を示す図である。図１に示すように、ＰＥＴ−ＣＴ装置１は、ＰＥＴガントリ１０、ＣＴガントリ３０、寝台装置５０およびコンソール装置７０を有する。典型的には、ＰＥＴガントリ１０、ＣＴガントリ３０および寝台装置５０は、共通の検査室に設置され、コンソール装置７０は、検査室に隣接する制御室に設置される。ＰＥＴガントリ１０は、被検体ＰをＰＥＴ撮像（ＰＥＴスキャン）する撮像装置である。ＣＴガントリ３０は、被検体ＰをＸ線ＣＴ撮像（ＣＴスキャン）する撮像装置である。寝台装置５０は、撮像対象の被検体Ｐを載置する天板５３を移動自在に支持する。コンソール装置７０は、ＰＥＴガントリ１０、ＣＴガントリ３０および寝台装置５０を制御するコンピュータである。
なお、図１では説明の都合上、ＰＥＴガントリ１０およびＣＴガントリ３０を複数描画している。
【００１１】
コンソール装置７０は、ＰＥＴガントリ１０およびＣＴガントリ３０とは別体として説明するが、ＰＥＴガントリ１０およびＣＴガントリ３０に、コンソール装置７０またはコンソール装置７０の各構成要素の一部が含まれていてもよい。
【００１２】
図１に示すように、ＰＥＴガントリ１０は、検出器リング１１、信号処理回路１３および同時計数回路１５を有する。
【００１３】
検出器リング１１は、中心軸Ｚ回りの円周上に配列された複数のガンマ線検出器１７を有する。検出器リング１１は、撮影空間をなす開口（ボア）１９が形成された筐体に収容される。開口１９には、撮像視野（ＦＯＶ：Field Of View）が設定される。ＦＯＶに被検体Ｐの撮像部位が含まれるように被検体Ｐが位置決めされる。被検体Ｐには陽電子放出核種により標識された薬剤が投与される。陽電子放出核種から放出された陽電子は周囲の電子と対消滅し、一対の対消滅ガンマ線が発生される。ガンマ線検出器１７は、被検体Ｐの体内から放出された対消滅ガンマ線を検出し、検出された対消滅ガンマ線の光量に応じた電気信号を生成する。例えば、ガンマ線検出器１７は、複数のシンチレータと複数の光電子増倍管とを有する。シンチレータは、被検体Ｐ内の放射性同位元素に由来する対消滅ガンマ線を受けて光を発生する。光電子増倍管は、光の光量に応じた電気信号を発生する。発生された電気信号は、信号処理回路１３に供給される。
【００１４】
信号処理回路１３は、ガンマ線検出器１７の電気信号に基づいてシングルイベントデータを生成する。具体的には、信号処理回路１３は、検出時刻計測処理、位置計算処理、およびエネルギー計算処理を施す。信号処理回路１３は、検出時刻計測処理、位置計算処理、およびエネルギー計算処理を実行可能に構成された特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）、他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）により実現される。
【００１５】
検出時刻計測処理において信号処理回路１３は、ガンマ線検出器１７によるガンマ線の検出時刻を計測する。具体的には、信号処理回路１３は、ガンマ線検出器１７からの電気信号の波高値をモニタリングし、波高値が予め設定された閾値を超える時刻を検出時刻として計測する。換言すれば、信号処理回路１３は、波高値が閾値を超えたことを検知することにより電気的に消滅ガンマ線を検出する。位置計算処理において信号処理回路１３は、ガンマ線検出器１７からの電気信号に基づいて対消滅ガンマ線の入射位置を計算する。消滅ガンマ線の入射位置は、消滅ガンマ線が入射したシンチレータの位置座標に対応する。エネルギー計算処理において信号処理回路１３は、ガンマ線検出器１７からの電気信号に基づいて、検出した対消滅ガンマ線のエネルギー値を計算する。シングルイベントに関する検出時刻のデータと位置座標のデータとエネルギー値のデータとは関連付けられる。シングルイベントに関するエネルギー値のデータと位置座標のデータと検出時刻のデータとの組合せは、シングルイベントデータと呼ばれている。シングルイベントデータは、消滅ガンマ線が検出される毎に次々に生成される。生成されたシングルイベントデータは、同時計数回路１５に供給される。
【００１６】
同時計数回路１５は、信号処理回路１３からのシングルイベントデータに同時計数処理を施す。ハードウェア資源としては、同時計数回路１５は、同時計数処理を実行可能に構成されたＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現される。同時計数処理において同時計数回路１５は、繰り返し供給されるシングルイベントデータの中から、予め定められた時間枠内に収まる２つのシングルイベントに関するシングルイベントデータを繰り返し特定する。この対のシングルイベントは、同一の対消滅点から発生された対消滅ガンマ線に由来すると推定される。対のシングルイベントは、まとめて同時計数イベントと呼ばれる。この対消滅ガンマ線を検出した対のガンマ線検出器１７（より詳細にはシンチレータ）を結ぶ線は、ＬＯＲ（line of response）と呼ばれる。ＬＯＲを構成する対のイベントに関するイベントデータは、同時計数イベントデータと呼ばれる。同時計数イベントデータとシングルイベントデータとは、コンソール装置７０に伝送される。なお、同時計数イベントデータとシングルイベントデータとを特に区別しないときはＰＥＴイベントデータと呼ぶことにする。
【００１７】
なお、上記構成において信号処理回路１３と同時計数回路１５とは、ＰＥＴガントリ１０に含まれるとしたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、同時計数回路１５、又は信号処理回路１３と同時計数回路１５との双方が、ＰＥＴガントリ１０とは別体の装置に含まれてもよい。また、同時計数回路１５は、ＰＥＴガントリ１０に搭載される複数の信号処理回路１３に対して一つ設けられてもよいし、ＰＥＴガントリ１０に搭載される複数の信号処理回路１３を複数のグループに区分し、各グループに対して一つ設けられてもよい。
【００１８】
図１に示すように、ＣＴガントリ３０は、Ｘ線管３１、Ｘ線検出器３２、回転フレーム３３、Ｘ線高電圧装置３４、ＣＴ制御装置３５、ウェッジ３６、コリメータ３７およびＤＡＳ（Data Acquisition System）３８を有する。
【００１９】
Ｘ線管３１は、Ｘ線高電圧装置３４からの高電圧の印加およびフィラメント電流の供給により、陰極（フィラメント）から陽極（ターゲット）に向けて熱電子を照射することでＸ線を発生する真空管である。具体的には、熱電子がターゲットに衝突することによりＸ線が発生される。例えば、Ｘ線管３１には、回転する陽極に熱電子を照射することでＸ線を発生させる回転陽極型のＸ線管がある。Ｘ線管３１で発生したＸ線は、例えばコリメータ３７を介してコーンビーム形に成形され、被検体Ｐに照射される。
【００２０】
Ｘ線検出器３２は、Ｘ線管３１から照射され、被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、当該Ｘ線量に対応した電気信号をＤＡＳ３８へと出力する。Ｘ線検出器３２は、例えば、Ｘ線管３１の焦点を中心として１つの円弧に沿ってチャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列された複数のＸ線検出素子列を有する。Ｘ線検出器３２は、例えば、チャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたＸ線検出素子列がスライス方向（列方向、ｒｏｗ方向）に複数配列された列構造を有する。
【００２１】
Ｘ線検出器３２は、具体的には、例えば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。
【００２２】
シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは、入射Ｘ線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。
【００２３】
グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射側の面に配置され、散乱Ｘ線を吸収する機能を有するＸ線遮蔽板を有する。なお、グリッドはコリメータ（１次元コリメータまたは２次元コリメータ）と呼ばれる場合もある。
【００２４】
光センサアレイは、シンチレータからの受けた光を増幅して電気信号に変換する機能を有し、例えば、光電子増倍管（フォトマルチプライヤー：ＰＭＴ）等の光センサを有する。
なお、Ｘ線検出器３２は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。
【００２５】
回転フレーム３３は、Ｘ線発生部とＸ線検出器３２とを回転軸回りに回転可能に支持する。具体的には、回転フレーム３３は、Ｘ線管３１とＸ線検出器３２とを対向支持し、後述するＣＴ制御装置３５によってＸ線管３１とＸ線検出器３２とを回転させる円環状のフレームである。回転フレーム３３は、アルミニウム等の金属により形成された固定フレーム（図示せず）に回転可能に支持される。詳しくは、回転フレーム３３は、ベアリングを介して固定フレームの縁部に接続されている。回転フレーム３３は、ＣＴ制御装置３５の駆動機構からの動力を受けて回転軸Ｚ回りに一定の角速度で回転する。
【００２６】
なお、回転フレーム３３は、Ｘ線管３１とＸ線検出器３２に加えて、Ｘ線高電圧装置３４やＤＡＳ３８を更に備えて支持する。このような回転フレーム３３は、撮影空間をなす開口（ボア）３９が形成された略円筒形状の筐体に収容されている。開口はＦＯＶに略一致する。開口の中心軸は、回転フレーム３３の回転軸Ｚに一致する。なお、ＤＡＳ３８が生成した検出データは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する送信機から光通信によって架台装置の非回転部分（例えば固定フレーム。図１での図示は省略する。）に設けられた、フォトダイオードを有する受信機（図示せず）に送信され、コンソール装置７０へと転送される。なお、回転フレーム３３から架台装置の非回転部分への検出データの送信方法は、前述の光通信に限らず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式を採用しても構わない。
【００２７】
なお、本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム３３の回転軸又は寝台装置５０の天板５３の長手方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平であり、天板５３の短手方向となる軸方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をＹ軸方向と定義する。
【００２８】
Ｘ線高電圧装置３４は、変圧器（トランス）および整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管３１に印加する高電圧およびＸ線管３１に供給するフィラメント電流を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管３１が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。Ｘ線高電圧装置３４は、ＣＴガントリ３０内の回転フレーム３３に設けられてもよいし、ＣＴガントリ３０内の固定フレーム（図示しない）に設けられても構わない。
【００２９】
ウェッジ３６は、Ｘ線管３１から照射されたＸ線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ３６は、Ｘ線管３１から被検体Ｐへ照射されるＸ線が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管３１から照射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ３６（ウェッジフィルタ（wedge filter）、ボウタイフィルタ（bow-tie filter））は、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。
【００３０】
コリメータ３７は、ウェッジ３６を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。なお、コリメータ３７は、Ｘ線絞りと呼ばれる場合もある。
【００３１】
ＤＡＳ３８は、Ｘ線検出器３２から電気信号を読み出し、読み出した電気信号に基づいて、Ｘ線検出器３２により検出されたＸ線の線量に関するデジタルデータ（以下、生データともいう）を生成する。生データは、生成元のＸ線検出素子のチャンネル番号、列番号、収集されたビュー（投影角度ともいう）を示すビュー番号、および検出されたＸ線の線量の積分値を示すデータのセットである。ＤＡＳ３８は、例えば、生データを生成可能な回路素子を搭載したＡＳＩＣにより実現される。生データは、コンソール装置７０へと転送される。
【００３２】
例えば、ＤＡＳ３８は、検出器画素各々について前置増幅器、可変増幅器、積分回路およびＡ／Ｄ変換器を含む。前置増幅器は、接続元のＸ線検出素子からの電気信号を所定のゲインで増幅する。可変増幅器は、前置増幅器からの電気信号を可変のゲインで増幅する。積分回路は、前置増幅器からの電気信号を、１ビュー期間に亘り積分して積分信号を生成する。積分信号の波高値は、１ビュー期間に亘り接続元のＸ線検出素子により検出されたＸ線の線量値に対応する。Ａ／Ｄ変換器は、積分回路からの積分信号をアナログデジタル変換して生データを生成する。
【００３３】
ＣＴ制御装置３５は、コンソール装置７０の処理回路７３の撮像制御機能７３３に従いＸ線ＣＴスキャンを実行するためにＸ線高電圧装置３４やＤＡＳ３８を制御する。ＣＴ制御装置３５は、ＣＰＵ等を有する処理回路と、モータおよびアクチュエータ等の駆動機構とを有する。処理回路は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。また、ＣＴ制御装置３５は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現されてもよい。
【００３４】
図１に示すように、寝台装置５０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置し、載置された被検体Ｐを移動させる。寝台装置５０は、ＰＥＴガントリ１０とＣＴガントリ３０とで共有される。
【００３５】
寝台装置５０は、基台５１と、支持フレーム５２と、天板５３と、寝台駆動装置５４とを備える。基台５１は、支持フレーム５２を寝台が配置される床面に対して鉛直方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持する筐体であり、基台５１自身も、床面に設置されるレール（図示せず）に沿って、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に移動可能である。支持フレーム５２は、基台５１の上部に設けられるフレームである。支持フレーム５２は、天板５３を長手方向（Ｚ軸方向）および短手方向（Ｘ軸方向）に沿って移動可能に支持する。天板５３は、被検体Ｐが載置される板である。
【００３６】
寝台駆動装置５４は、被検体Ｐが載置された天板５３を移動させるモータあるいはアクチュエータである。寝台駆動装置５４は、コンソール装置７０による制御、またはＣＴ制御装置３５による制御に従い、天板５３を移動する。例えば、寝台駆動装置５４は、天板５３に載置された被検体Ｐの体軸が回転フレーム３３の開口の中心軸に一致するよう、支持フレーム５２を鉛直方向（Ｙ軸方向）に移動する。また、寝台駆動装置５４は、ＣＴガントリ３０を用いて実行されるＸ線ＣＴ撮影に応じて、天板５３に加え、支持フレーム５２を天板５３の長手方向（Ｚ軸方向）または短手方向（Ｘ軸方向）に沿って移動してもよい。寝台駆動装置５４は、ＣＴ制御装置３５からの駆動信号のデューティ比等に応じた回転速度で駆動することにより動力を発生する。寝台駆動装置５４は、例えば、ダイレクトドライブモータやサーボモータ等のモータにより実現される。
つまり、寝台装置５０は、被検体Ｐが載置される天板５３を、天板５３の長手方向および短手方向、床面に対し鉛直方向の３軸方向へ移動可能に支持する。
【００３７】
ここで、ＰＥＴガントリ１０とＣＴガントリ３０とは、ＰＥＴガントリ１０の開口とＣＴガントリ３０の開口とが貫通するように、隣接して配置される。例えば、ＰＥＴガントリ１０の開口中心とＣＴガントリ３０の開口中心とが略一致するように配置されるのが望ましい。寝台装置５０は、ＣＴガントリ３０に隣接しており、天板５３の長軸がＰＥＴガントリ１０およびＣＴガントリ３０の開口の中心軸Ｚに平行するように配置される。なお、図１の例では、寝台装置５０に近い方からＣＴガントリ３０およびＰＥＴガントリ１０の順番に設置されるが、寝台装置５０に近い方からＰＥＴ１０およびＣＴガントリ３０の順番に設置されてもよい。
【００３８】
図１に示すように、コンソール装置７０は、ＰＥＴデータメモリ７１、ＣＴデータメモリ７２、処理回路７３、ディスプレイ７４、メモリ７５および入力インタフェース７６を有する。例えば、ＰＥＴデータメモリ７１、ＣＴデータメモリ７２、処理回路７３、ディスプレイ７４、メモリ７５および入力インタフェース７６間のデータ通信は、バス（bus）を介して行われる。
【００３９】
ＰＥＴデータメモリ７１は、ＰＥＴガントリ１０から伝送されたシングルイベントデータおよび同時計数イベントデータを記憶する記憶装置である。ＰＥＴデータメモリ７１は、ＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。
【００４０】
ＣＴデータメモリ７２は、ＣＴガントリ３０から伝送されたＣＴ生データを記憶する記憶装置である。ＣＴデータメモリ７２は、ＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。
【００４１】
処理回路７３は、ハードウェア資源として、ＣＰＵあるいはＭＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。処理回路７３は、当該メモリから読み出した各種プログラムの実行により再構成機能７３１、画像処理機能７３２、撮像制御機能７３３、表示制御機能７３４および移動量制御機能７３５を実現する。なお、再構成機能７３１、画像処理機能７３２、撮像制御機能７３３、表示制御機能７３４および移動量制御機能７３５は、一の基板の処理回路７３により実装されてもよいし、複数の基板の処理回路７３により分散して実装されてもよい。
【００４２】
再構成機能７３１を実行することで処理回路７３は、ＰＥＴガントリ１０から伝送された同時計数イベントデータに基づいて、被検体Ｐに投与された陽電子放出核種の分布を示すＰＥＴ画像を再構成する。また、処理回路７３は、ＣＴガントリ３０から伝送されたＣＴ生データに基づいて、被検体Ｐに関するＣＴ値の空間分布を表現するＣＴ画像を再構成する。画像再構成アルゴリズムとしては、ＦＢＰ（filtered back projection）法や逐次近似再構成法等の既存の画像再構成アルゴリズムが用いられれば良い。また、処理回路７３は、ＰＥＴイベントデータに基づいてＰＥＴに関する位置決め画像を生成したり、ＣＴ生データに基づいてＣＴに関する位置決め画像を生成することも可能である。
【００４３】
画像処理機能７３２を実行することで処理回路７３は、再構成機能７３１により再構成されたＰＥＴ画像およびＣＴ画像に種々の画像処理を施す。例えば、処理回路７３は、ＰＥＴ画像およびＣＴ画像にボリュームレンダリングや、サーフェスボリュームレンダリング、画素値投影処理、ＭＰＲ（Multi-Planer Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved MPR）処理等の３次元画像処理を施して表示画像を生成する。
【００４４】
撮像制御機能７３３を実行することで処理回路７３は、ＰＥＴスキャンを行うためＰＥＴガントリ１０と寝台装置５０とを同期的に制御する。本実施形態に係るＰＥＴスキャンは、天板５３を間欠的に移動させながら収集エリア毎にＰＥＴイベントデータを収集する間欠移動スキャン（ステップアンドシュート方式）であるとする。また、処理回路７３は、ＣＴスキャンを行うためＣＴガントリ３０と寝台装置５０とを同期的に制御する。ＰＥＴスキャンとＣＴスキャンとを連続して行う場合、ＰＥＴガントリ１０、ＣＴガントリ３０および寝台装置５０を同期的に制御する。また、処理回路７３は、ＰＥＴガントリ１０による位置決めスキャン（以下、ＰＥＴ位置決めスキャンと呼ぶ）やＣＴガントリ３０による位置決めスキャン（以下、ＣＴ位置決めスキャンと呼ぶ）を実行可能である。ＰＥＴ位置決めスキャンのために処理回路７３は、ＰＥＴガントリ１０と寝台装置５０とを同期的に制御する。ＣＴ位置決めスキャンのために処理回路７３は、ＣＴガントリ３０と寝台装置５０とを同期的に制御する。
【００４５】
表示制御機能７３４を実行することで処理回路７３は、種々の情報をディスプレイ７４に表示する。例えば、処理回路７３は、再構成機能７３１により再構成されたＰＥＴ画像とＣＴ画像とを表示する。また、処理回路７３は、収集エリアおよび収集時間の設定画面を表示する。
【００４６】
移動量制御機能７３５を実行することで処理回路７３は、ＰＥＴガントリ１０の開口とＣＴガントリ３０の開口との位置ずれの度合いを示す位置ずれ量を取得する。位置ずれ量は、ＰＥＴガントリ１０とＣＴガントリ３０とが部屋に設置された際に予め計測される値である。または、筐体の修理または定期メンテナンスなどでＰＥＴガントリ１０またはＣＴガントリ３０を再設置した際にも計測される値である。移動量制御機能７３５を実行することで処理回路７３は、取得した位置ずれ量に基づいて、少なくとも天板５３の短手方向に関する天板５３の位置を制御する。
なお、特段明記しない限り、「天板５３の位置を制御する」とは、支持フレーム５２が基台５１に対してＺ軸方向およびＸ軸方向に天板５３をスライドさせることにより天板５３を移動させること、天板５３と基台５１との位置関係を変えずに基台５１がＺ軸方向およびＸ軸方向に移動することにより天板５３を移動させること、および、支持フレーム５２と基台５１とが協働し、支持フレーム５２が天板５３をスライドさせることに加えて基台５１も移動することを含む。
【００４７】
ディスプレイ７４は、表示制御機能７３４における処理回路７３の制御を受けて、種々の情報を表示する。ディスプレイ７４としては、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro Luminescence Display）、プラズマディスプレイ又は他の任意のディスプレイが、適宜、使用可能となっている。また、ディスプレイ７４は、ＰＥＴガントリ１０の筐体またはＣＴガントリ３０の筐体に設けられてもよい。また、ディスプレイ７４は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置７０本体と無線通信可能なタブレット端末などで構成されることにしても構わない。
【００４８】
メモリ７５は、種々の情報を記憶するＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。なお、メモリ７５は、ＨＤＤやＳＳＤ以外にもＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリなどの可搬性記憶媒体や、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリ素子などとの間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。また、メモリ７５の保存領域は、コンソール装置７０内にあってもよいし、ネットワークで接続された外部記憶装置内にあってもよい。
【００４９】
入力インタフェース７６は、ユーザからの各種指令を入力する。具体的には、入力インタフェース７６は、入力機器に接続されている。入力機器としては、キーボードやマウス、トラックボール、ジョイスティック、各種スイッチ、タッチパッドおよびタッチパネルディスプレイなどが利用可能である。入力インタフェース７６は、入力機器からの出力信号をバスを介して処理回路７３に供給する。なお、本実施形態において、入力インタフェース７６は、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッドおよびタッチパネルディスプレイ等の物理的な操作部品を備えるものに限られない。例えば、医用画像診断装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路７３へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース７６の例に含まれる。入力インタフェース７６は、ＣＴガントリ３０またはＰＥＴガントリ１０に設けられてもよい。また、入力インタフェース７６は、コンソール装置７０本体と無線通信可能なタブレット端末などで構成されることにしても構わない。
【００５０】
次に、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置の動作について図２のフローチャートを参照して説明する。なお、ここではＣＴ撮影を実行してからＰＥＴ撮影を実行することを想定するが、ＰＥＴ撮影を実行してからＣＴ撮影を実行してもよい。
【００５１】
ステップＳ２０１では、処理回路７３からの制御に基づき寝台駆動装置５４が、被検体Ｐに対してＣＴ撮影を行うＣＴ撮影位置まで、被検体Ｐを載置した天板５３を移動させる。
ステップＳ２０２では、ＣＴ制御装置３５が、ＣＴ撮影の位置（以下、ＣＴ撮影位置という）においてＣＴ撮影を実行し、ＣＴ画像を生成する。その後、ＣＴ画像がＣＴデータメモリ７２に登録される。
【００５２】
ステップＳ２０３では、寝台駆動装置５４の制御により、ＰＥＴ撮影を行うため、ＰＥＴガントリ１０に向かって天板５３が移動する。
ステップＳ２０４では、移動量制御機能７３５を実行することにより処理回路７３が、寝台駆動装置５４を制御し、ＰＥＴガントリ１０とＣＴガントリ３０との位置ずれ量に基づいて、補正されたＰＥＴ撮影の位置（以下、ＰＥＴ撮影位置という）に移動するまで、天板５３の位置を制御する。
なお、ステップＳ２０３およびステップＳ２０４は、処理の区別なく、一連の動作として処理されてもよい。
すなわち、ＣＴガントリ３０を用いてＣＴスキャンを行った後、他方のＰＥＴガントリ１０を用いたＰＥＴスキャンに移行するタイミングで、位置ずれ量に基づく天板５３の位置を制御すればよい。
【００５３】
ステップＳ２０５では、コンソール装置７０からの制御によりＰＥＴガントリ１０が、ＰＥＴ撮影位置においてＰＥＴ撮影を実行し、ＰＥＴ画像を生成する。その後、ＰＥＴ画像がＰＥＴデータメモリ７１に登録される。以上で本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置の動作を終了する。
【００５４】
次に、位置ずれ量の算出方法の一例について、図３を参照して説明する。
ＰＥＴガントリ１０とＣＴガントリ３０とは、ＰＥＴガントリ１０の開口とＣＴガントリ３０の開口とは位置ずれがないように配置することが理想であるが、設置状態、経時変化または撮影時の振動などにより、数ミリ程度の位置ずれが発生しうる。数ミリ程度の位置ずれでも画像上では画質の劣化につながってしまう。
【００５５】
このような位置ずれ量を算出する一例としては、図３に示すように、ＣＴガントリ３０を用いてファントムを撮影し、ＰＥＴガントリ１０を用いて同一のファントムを撮影することで、ＣＴ画像８０およびＰＥＴ画像８２が生成される。
画像処理機能７３２を実行することで処理回路７３が、ＣＴ画像８０とＰＥＴ画像８２とを重ね合わせた合成画像８４を生成する。合成画像８４において、ＣＴ画像８０の画像中心とＰＥＴ画像８２の画像中心とを比較することで、位置ずれ量を算出すればよい。
【００５６】
図３の例では、合成画像８４を見ると、ＣＴ画像８０の画像中心を示す丸印と、ＰＥＴ画像８２の画像中心を示すバツ印とが重なっておらず、ＣＴ画像８０とＰＥＴ画像８２とは中心がずれていることが分かる。よって、例えば、画像処理機能７３２を実行することで処理回路７３は、ＣＴ画像８０とＰＥＴ画像８２との画像中心間の差分となるピクセル数をユークリッド距離に変換し、当該距離を位置ずれ量として算出すればよい。
【００５７】
次に、寝台装置５０の移動量制御における、天板５３とＰＥＴガントリ１０およびＣＴガントリ３０との位置関係について図４から図１１まで説明する。なお、図７，図８，図１０，図１１では、説明の便宜上、目視で確認できる程度にＰＥＴガントリ１０とＣＴガントリ３０とをずらした配置としているが、実際には目視では確認できない程度の位置ずれである場合も想定する。
【００５８】
図４は、ＣＴ撮影時におけるＰＥＴ−ＣＴ装置１をＸ軸方向からみた図であり、図５は、同じくＣＴ撮影時におけるＰＥＴ−ＣＴ装置１をＹ軸方向から見た図である。
【００５９】
なお、説明の便宜上図示しないが、寝台装置５０と各ガントリとの位置関係をわかりやすくするため、寝台装置５０とＰＥＴガントリ１０およびＣＴガントリ３０のボア内かつ天板５３よりもＹ軸上、＋Ｙ方向から天板５３を見た図とする。
ＣＴ撮影時では、被検体Ｐが天板５３に載置され、ＣＴガントリ３０内に天板５３が挿入されることでＣＴスキャンが実行される。
【００６０】
次に、ＣＴスキャンが終了した後にＰＥＴスキャンに移行したときの、位置ずれ量が補正された後の天板５３とＰＥＴガントリ１０およびＣＴガントリ３０との位置関係を図６および図７に示す。ここでは、＋Ｘ方向に位置ずれが生じている場合を想定する。
【００６１】
図６は、ＰＥＴ撮影時におけるＰＥＴ−ＣＴ装置１をＸ軸方向から見た図であり、図７は、同じくＰＥＴ撮影時におけるＰＥＴ−ＣＴ装置１をＹ軸方向から見た図である。
【００６２】
ここで、図６および図７では、位置ずれが無いと想定した場合の未補正の天板挿入位置（以下、未補正位置９０という）を一点鎖線で示す。未補正位置９０では、ＰＥＴガントリ１０の開口中心に被検体が挿入されない。
【００６３】
そこで、移動量制御機能７３５を実行することで処理回路７３が寝台駆動装置５４を制御し、位置ずれ量に基づいて、ＰＥＴスキャン位置となるように天板５３の短手方向（ｘ軸方向）に関する位置を制御する。ここでは、ＰＥＴスキャン位置となるＺ軸の位置まで＋Ｚ方向に基台５１および天板５３が移動し、かつ位置ずれが生じている＋Ｘ方向（天板５３の短手方向）に、位置ずれ量に基づいて天板５３が移動する。具体的には、移動量制御機能７３５を実行することで処理回路７３が、位置ずれ量に基づいて、天板５３を＋Ｘ方向に移動させる指示を含む制御信号を生成する。寝台駆動装置５４は、当該制御信号に基づいてアクチュエータを駆動することで、天板５３を＋Ｘ方向に移動させる。
【００６４】
このように、水平方向であるＸ軸方向のずれに対して、天板５３を移動させることで、ＰＥＴガントリ１０とＣＴガントリ３０との開口の位置ずれを補正することができる。
なお、Ｚ軸方向に移動してからＸ軸方向に移動する２段階の移動の代わりに、１段階での移動としてＺ−Ｘ平面上を斜めに移動してもよい。
【００６５】
次に、ＰＥＴガントリ１０とＣＴガントリ３０との間で＋Ｙ方向に位置ずれが生じている場合の、天板５３とＰＥＴガントリ１０およびＣＴガントリ３０との位置関係を図８および図９に示す。
【００６６】
図８は、ＰＥＴ撮影時におけるＰＥＴ−ＣＴ装置１をＸ軸方向から見た図であり、図９は、ＰＥＴ撮影時におけるＰＥＴ−ＣＴ装置１をＹ軸方向から見た図である。
ここでは、ＰＥＴガントリ１０とＣＴガントリ３０とが＋Ｙ方向にずれているため、未補正位置９０では、ＰＥＴガントリ１０の開口中心に被検体Ｐが挿入されない。
【００６７】
よって、移動量制御機能７３５を実行することで処理回路７３が寝台駆動装置５４を制御し、位置ずれ量に基づいて、ＰＥＴスキャン位置となるように天板５３の鉛直方向に関する位置を制御する。ここでは、ＰＥＴスキャン位置となるＺ軸の位置まで＋Ｚ方向に基台５１および天板５３が移動し、かつ位置ずれが生じている＋Ｙ方向（鉛直方向）に、位置ずれ量に基づいて天板５３が移動する。具体的には、移動量制御機能７３５を実行することで処理回路７３が、位置ずれ量に基づいて、天板５３を＋Ｙ方向に移動させる指示を含む制御信号を生成する。寝台駆動装置５４は、当該制御信号に基づいてアクチュエータを駆動し、天板５３を＋Ｙ方向に移動させる。
なお、Ｚ軸方向に移動してからＹ軸方向に移動する２段階の移動の代わりに、１段階での移動としてＺ−Ｙ平面上を斜めに移動してもよい。
【００６８】
次に、ＰＥＴガントリ１０とＣＴガントリ３０との間で＋Ｚ方向に位置ずれが生じている場合の、天板５３とＰＥＴガントリ１０およびＣＴガントリ３０との位置関係を図１０および図１１に示す。
【００６９】
図１０は、ＰＥＴ撮影時におけるＰＥＴ−ＣＴ装置１をＸ軸方向から見た図であり、図１１は、ＰＥＴ撮影時におけるＰＥＴ−ＣＴ装置１をＹ軸方向から見た図である。
ここでは、ＰＥＴガントリ１０とＣＴガントリ３０とが＋Ｚ方向にずれているため、未補正位置９０では、天板５３の挿入量が足りず、ＰＥＴガントリ１０の開口中心に被検体Ｐが挿入されない。
【００７０】
よって、移動量制御機能７３５を実行することで処理回路７３が寝台駆動装置５４を制御し、位置ずれ量に基づいて、ＰＥＴスキャン位置となるように天板５３の長手方向に関する天板５３の位置を制御する。ここでは、ＰＥＴスキャン位置となるＺ軸の位置まで＋Ｚ方向に寝台装置５０および天板５３が移動する。
具体的には、移動量制御機能７３５を実行することで処理回路７３が、寝台駆動装置５４に位置ずれ量に基づいて、天板５３を＋Ｚ方向に移動する指示を含む制御信号を生成する。寝台駆動装置５４は、当該制御信号に基づいてアクチュエータを駆動し、天板５３を＋Ｚ方向に移動させる。
【００７１】
なお、上述した図４から図１１までは、１軸方向の位置ずれ量に応じた位置補正について記載したが、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の２方向に位置ずれが生じている場合など、複数軸方向の位置ずれ量に応じた位置補正についても、各軸方向の処理を組み合わせればよい。
【００７２】
以上に示した本実施形態によれば、医用画像診断装置は、ＰＥＴガントリとＣＴガントリとの開口中心の位置ずれ量に基づき、当該位置ずれ量を補正するように、天板の位置に関する移動量制御を行う。特に、天板に対し天板の短手方向の位置ずれが生じた場合に、当該位置ずれ量に基づき、天板を短手方向に移動させる。
これにより、ＰＥＴガントリでのＰＥＴスキャンにおける撮像中心と、ＣＴガントリでのＣＴスキャンでの撮像中心とを物理的に一致させることができる。つまり、ＰＥＴ画像およびＣＴ画像に対してソフトウェアによる画像処理を実行して、位置ずれを補正する必要がない。
すなわち、本実施形態に係る医用画像診断処理によれば、画像処理にかかる時間を短縮することができ、画像処理を行わないことからＰＥＴ画像およびＣＴ画像の画質も向上させることができる。
【００７３】
なお、Ｘ線ＣＴ装置には、Ｘ線管と検出器とが一体として被検体Ｐの周囲を回転するＲｏｔａｔｅ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅ（第３世代ＣＴ）、リング状にアレイされた多数のＸ線検出素子が固定され、Ｘ線管のみが被検体Ｐの周囲を回転するＳｔａｔｉｏｎａｒｙ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅ（第４世代ＣＴ）等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本実施形態へ適用可能である。
【００７４】
なお、Ｘ線を発生させるハードウェアはＸ線管３１に限られない。例えば、Ｘ線管３１に替えて、電子銃から発生した電子ビームを集束させるフォーカスコイルと、電磁偏向させる偏向コイルと、被検体Ｐの半周を囲い偏向した電子ビームが衝突することによってＸ線を発生させるターゲットリングとを含む第５世代方式を用いてＸ線を発生させることにしても構わない。
【００７５】
さらに、本実施形態においては、一管球型のＸ線ＣＴ装置にも、Ｘ線管と検出器との複数のペアを回転リングに搭載した、いわゆる多管球型のＸ線ＣＴ装置にも適用可能である。
【００７６】
多管球型のＸ線ＣＴ装置の場合は、処理回路７４は、管球ごとに上述した対応関係を作成し、最も長いＯＬＰ待ち時間に基づいて、上述の実施形態に係る表示制御処理を実行すればよい。
【００７７】
加えて、実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。
【００７８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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】
【００７９】
１・・・医用画像診断装置（ＰＥＴ−ＣＴ装置）
１０・・・ＰＥＴガントリ
１１・・・検出器リング
１３・・・信号処理回路
１５・・・同時計数回路
１７・・・ガンマ線検出器
１９，３９・・・開口（ボア）
３０・・・ＣＴガントリ
３１・・・Ｘ線管
３２・・・Ｘ線検出器
３３・・・回転フレーム
３４・・・Ｘ線高電圧装置
３５・・・ＣＴ制御装置
３６・・・ウェッジ
３７・・・コリメータ
５０・・・寝台装置
５１・・・基台
５２・・・支持フレーム
５３・・・天板
５４・・・寝台駆動装置
７０・・・コンソール装置
７１・・・ＰＥＴデータメモリ
７２・・・ＣＴデータメモリ
７３・・・処理回路
７４・・・ディスプレイ
７５・・・メモリ
７６・・・入力インタフェース
８０・・・ＣＴ画像
８２・・・ＰＥＴ画像
８４・・・合成画像
９０・・・未補正位置
７３１・・・再構成機能
７３２・・・画像処理機能
７３３・・・撮像制御機能
７３４・・・表示制御機能
７３５・・・移動量制御機能
【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】
2019213711.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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