(57)【要約】【課題】核医学再構成データを体輪郭抽出処理に適した再構成データに補正するための前処理を行なうことができる核医学診断装置を提供する。【解決手段】実施形態に係る核医学診断装置は、ガンマ線にもとづく再構成データを、体輪郭を抽出する輪郭抽出処理に適した再構成データとなるように補正する核医学診断装置であって、被検体から放射されるガンマ線にもとづく再構成データに対して設定された、被検体の体輪郭に対応する関心領域を取得する関心領域取得部と、天板減弱補正マップを記憶する記憶部と、関心領域と天板減弱補正マップとの位置合わせを行なう位置合わせ部と、関心領域内の辺縁側の再構成データに対して中央側の再構成データよりも高い重みとなるマスクデータを生成するマスクデータ生成部と、天板減弱補正マップとマスクデータとにもとづいて再構成データを補正することにより補正再構成データを生成する補正再構成データ生成部と、を備える。【選択図】  図２
2019052951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガンマ線にもとづく再構成データを、体輪郭を抽出する輪郭抽出処理に適した再構成データとなるように補正する核医学診断装置であって、
被検体から放射されるガンマ線にもとづく再構成データに対して設定された、前記被検体の体輪郭に対応する関心領域を取得する関心領域取得部と、
前記被検体が載置される天板によるガンマ線の減弱を補正するための天板減弱補正マップを記憶する記憶部と、
前記関心領域と前記天板減弱補正マップとの位置合わせを行なう位置合わせ部と、
前記関心領域内の辺縁側の再構成データに対して中央側の再構成データよりも高い重みとなるマスクデータを生成するマスクデータ生成部と、
前記天板減弱補正マップと前記マスクデータとにもとづいて前記再構成データを補正することにより補正再構成データを生成する補正再構成データ生成部と、
を備えた核医学診断装置。
【請求項２】
前記位置合わせ部は、
前記天板減弱補正マップにおける前記天板の上面中央と、前記関心領域の下端中央とが一致するように、前記関心領域と前記天板減弱補正マップとの位置合わせを行なう、
請求項１記載の核医学診断装置。
【請求項３】
前記マスクデータ生成部は、
前記関心領域の外部の再構成データがゼロとなるように、または、前記関心領域の境界からの距離に応じてゼロに近づくように、前記マスクデータを生成する、
請求項１または２に記載の核医学診断装置。
【請求項４】
前記天板減弱補正マップは、
前記天板の領域がシミュレーションにより生成され、またはあらかじめ収集されたＸ線ＣＴ画像から前記天板の領域が抽出され、前記天板の領域にもとづいて前記天板の減弱分布マップが生成されて、この天板の減弱分布マップによって表された前記天板によるガンマ線の減弱の影響を補正するように生成された、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
【請求項５】
前記補正再構成データ生成部は、
前記補正再構成データを、前記輪郭抽出処理を行う装置に出力する、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
【請求項６】
前記関心領域取得部は、
前記被検体から放射されるガンマ線のうち、エネルギーピークよりも低エネルギー側に設定されたサブウィンドウに属するコンプトン散乱領域のガンマ線にもとづく再構成データにもとづいて生成された散乱線再構成画像に対して設定された前記関心領域を取得する、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
【請求項７】
前記補正再構成データ生成部は、
前記天板減弱補正マップと前記マスクデータとにもとづいて前記散乱線再構成データを補正することにより前記補正再構成データを生成する、
請求項６記載の核医学診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、核医学診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission computed Tomography）装置などの核医学診断装置は、放射性同位元素（Radio Isotope、以下ＲＩという）を含む薬品（血流マーカ、トレーサ）が生体内の特定組織や臓器に選択的に取り込まれる性質を利用して、生体内に分布したＲＩから放射されるガンマ線を、生体外に配設されたガンマ線検出器を有するガンマカメラで検出する。核医学診断装置は、ガンマ線検出器によって検出したガンマ線の線量分布を画像化した核医学画像を生成することで、体内臓器などの機能画像を提供することができる。
【０００３】
ＲＩから放射されるガンマ線は、被検体の体内の組織で減弱される。このため、核医学診断装置は一般に、この減弱を考慮するため、核医学画像を生成する際に減弱係数分布（減弱分布）にもとづく補正（減弱補正）を行なう。正確な減弱分布を得るためには、核医学画像における被検体の体輪郭をできるだけ正確に推定することが好ましい。
【０００４】
被検体の体輪郭を推定する方法として、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）画像を用いる方法と核医学画像を用いる方法とがある。しかし、Ｘ線ＣＴ画像を用いる方法では核医学画像に加えて被検体のＸ線ＣＴ画像が必要となるほか、Ｘ線ＣＴ画像と核医学画像との正確な位置合せの困難性、Ｘ線による被ばくの増大といった問題点がある。
【０００５】
一方、核医学画像を用いて核医学画像における被検体の体輪郭を推定する方法では、Ｘ線ＣＴ画像を用いる必要がない。たとえば、核医学再構成画像から体輪郭を抽出して、体躯部の減弱分布を作成する方法に、ＳＳＰＡＣ法（Segmentation with Scatter and Photopeak window Data for Attenuation Correction）がある。この種の方法によればＸ線ＣＴ画像を用いずとも核医学再構成画像から体躯部の減弱分布を作成することができる。
【０００６】
ＳＳＰＡＣ法において行われる体輪郭抽出処理を含め、一般に、核医学再構成画像に適用される体輪郭抽出処理では、計数値に閾値を設定する方法が用いられることが多い。また、体輪郭抽出処理として、エッジ強調処理や微分フィルタなどの、輪郭抽出用のフィルタ処理が用いられる場合もある。
【０００７】
しかし、核医学再構成画像に適用されるこれらの体輪郭抽出処理では、核医学再構成画像中の高カウント部の影響、計数値の不足の問題、画像中に位置する天板による減弱の問題などにより、核医学再構成画像から正確な体輪郭を抽出することは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２４８１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、核医学再構成データを体輪郭抽出処理に適した再構成データに補正するための前処理を行なうことができる核医学診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る核医学診断装置は、上述した課題を解決するために、ガンマ線にもとづく再構成データを、体輪郭を抽出する輪郭抽出処理に適した再構成データとなるように補正する核医学診断装置であって、被検体から放射されるガンマ線にもとづく再構成データに対して設定された、前記被検体の体輪郭に対応する関心領域を取得する関心領域取得部と、前記被検体が載置される天板によるガンマ線の減弱を補正するための天板減弱補正マップを記憶する記憶部と、前記関心領域と前記天板減弱補正マップとの位置合わせを行なう位置合わせ部と、前記関心領域内の辺縁側の再構成データに対して中央側の再構成データよりも高い重みとなるマスクデータを生成するマスクデータ生成部と、前記天板減弱補正マップと前記マスクデータとにもとづいて前記再構成データを補正することにより補正再構成データを生成する補正再構成データ生成部と、を備えたものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る核医学診断装置１の一例を示すブロック図。
【図２】処理回路のプロセッサによる実現機能例を示す概略的なブロック図。
【図３】本実施形態に係る前処理の概略を説明するための図。
【図４】図１に示す処理回路のプロセッサにより前処理を実行する際の手順の一例を示すフローチャート。
【図５】同一スライスの散乱線再構成画像とメイン再構成画像とが並列表示される場合に関心領域５１が設定される様子の一例を示す説明図。
【図６】散乱線再構成画像に対応するサブウィンドウおよびメイン再構成画像に対応するメインウィンドウの設定方法の一例を示す説明図。
【図７】図４のステップＳ３で実行される天板減弱補正処理の手順の一例を示すサブルーチンフローチャート。
【図８】（ａ）は推定された天板の領域を含む元データの一例を示す説明図、（ｂ）は天板の減弱分布マップの一例を示す説明図、（ｃ）は天板減弱補正マップの一例を示す説明図。
【図９】関心領域と天板減弱補正マップとの位置合わせの様子の一例を示す説明図。
【図１０】図４のステップＳ４で実行されるマスクデータ補正処理の手順の一例を示すサブルーチンフローチャート。
【図１１】（ａ）はマスクデータの第１例を示す説明図、（ｂ）はマスクデータの第２例を示す説明図、（ｃ）マスクデータの第３例を示す説明図。
【図１２】関心領域の境界からの距離に応じてゼロに近づくように設定されたマスクデータ７１の一例を示す説明図。
【図１３】（ａ）は本実施形態に係る前処理を施していない再構成データを用いて抽出された体輪郭の一例を示す説明図、（ｂ）は本実施形態に係る前処理を施した補正再構成データを用いて抽出された体輪郭の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る核医学診断装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、本発明に係る核医学診断装置として２検出器型のガンマ線検出器回転型のＳＰＥＣＴ装置を用いる場合の一例について示す。ガンマ線検出器回転型ＳＰＥＣＴ装置としては、ガンマ線検出器が１つまたは３以上のものであってもよい。
【００１３】
（全体構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る核医学診断装置１の一例を示すブロック図である。核医学診断装置１は、スキャナ装置２およびコンソール３を有する。
【００１４】
スキャナ装置２は、ガンマ線検出器１１および１２と、ガンマ線検出器１１および１２のそれぞれに着脱自在に設けられた２つのコリメータ１３および１４と、回転架台１５と、固定架台１６と、回転駆動装置２１と、データ収集回路２２と、寝台装置２３とを有する。
【００１５】
ガンマ線検出器１１および１２は、回転架台１５に保持される。回転架台１５が回転駆動装置２１を介して所定の回転軸ｒの周り（ｚ軸（体軸）周り）に回転することにより、２つのガンマ線検出器１１および１２は一体として回転軸ｒの周りを回転する。回転架台１５は、固定架台１６に対して回転可能に支持された回転板を有する。ガンマ線検出器１１および１２は、この回転架台１５の回転板に保持される。固定架台１６は、土台に固定された筐体で構成される。回転架台１５および固定架台１６は、たとえば架台カバーにより覆われる。回転架台１５、固定架台１６、およびこれらを覆う架台カバーの中央部分には、撮像領域を内包する開口が設けられる。
【００１６】
ガンマ線検出器１１は、被検体（たとえば患者）Ｐに投与されたＴｌ−２０１やＴｃ−９９ｍなどのＲＩ（放射性同位元素）から放射されるガンマ線を検出する。なお、ガンマ線検出器１２はガンマ線検出器１１と同様の構成および作用を有するため、説明を省略する。ガンマ線検出器１１は、シンチレータ型検出器であってもよいし、半導体型検出器であってもよい。
【００１７】
ガンマ線検出器１１がシンチレータ型検出器である場合は、ガンマ線検出器１１は、ガンマ線の入射角度を規定するためのコリメータ１３と、コリメータ１３によってコリメートされたガンマ線が入射すると瞬間的な閃光を発するシンチレータと、ライトガイドと、シンチレータから射出された光を検出する２次元に配列された複数の光電子増倍管と、シンチレータ用電子回路などを有する。シンチレータは、たとえばタリウム活性化ヨウ化ナトリウムＮａＩ（Ｔｌ）により構成される。
【００１８】
シンチレータ用電子回路は、ガンマ線が入射する事象（イベント）が発生するごとに、複数の光電子増倍管の出力にもとづいて複数の光電子増倍管により構成される検出面内におけるガンマ線の入射位置情報（位置情報）、入射強度情報および入射時刻情報を生成しコンソール３の処理回路３５に出力する。この位置情報は、検出面内の２次元座標の情報であってもよいし、あらかじめ検出面を複数の分割領域（１次セル）に仮想的に分割しておき（たとえば１２８×１２８個に分割しておき）、どの１次セルに入射があったかを示す情報であってもよい。
【００１９】
一方、ガンマ線検出器１１が半導体型検出器である場合は、ガンマ線検出器１１は、コリメータ１３と、コリメータ１３によりコリメートされたガンマ線を検出するための２次元に配列された複数のガンマ線検出用半導体素子（以下、半導体素子という）と、半導体用電子回路などを有する。半導体素子は、たとえばＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅ（ＣＺＴ）により構成される。
【００２０】
半導体用電子回路は、ガンマ線が入射する事象（イベント）が発生するごとに、半導体素子の出力にもとづいて入射位置情報、入射強度情報および入射時刻情報を生成して処理回路３５に出力する。この位置情報は、複数の半導体素子（たとえば１２８×１２８個）のうちのどの半導体素子に入射したかを示す情報である。
【００２１】
すなわち、ガンマ線検出器１１は、イベントごとに入射位置情報、入射強度情報および入射時刻情報を出力する。また、位置情報は、１次セルのどの位置にガンマ線が入射したかを示す情報および検出面内の２次元座標の情報の少なくとも一方である。
【００２２】
ガンマ線検出器１１および１２は、処理回路３５により撮像タイミングを制御される。
【００２３】
コリメータ１３および１４はそれぞれ、鉛やタングステンなどの放射線を透過しづらい物質により構成され、光子が飛来する方向を規制するための複数の孔が設けられる。この孔は、たとえば六角形などの多角形形状を有する。
【００２４】
回転駆動装置２１は、回転架台１５を所定の回転軸ｒの周りに高速回転させるためのモータなどの回転手段、回転手段の回転を制御するための電子部品、および回転手段の回転を回転架台１５に伝達するローラなどの伝達手段などを有する。回転駆動装置２１は、データ収集回路２２を介して処理回路３５に制御されて、回転架台１５を所定の回転軸ｒの周りに回転させる。たとえば、処理回路３５は、回転架台１５を介してガンマ線検出器１１および１２を被検体Ｐの周りに連続にあるいはステップ的に回転させることにより、複数方向からの被検体の投影データを収集することが可能である。
【００２５】
データ収集回路２２は、たとえばプリント回路基板により構成され、処理回路３５により制御されて、ガンマ線検出器１１および１２、回転駆動装置２１および天板駆動装置２５を制御することにより、被検体Ｐの撮像を実行する。
【００２６】
データ収集回路２２は、ガンマ線検出器１１および１２のそれぞれの出力をたとえばリストモードで収集し、収集したガンマ線投影データをコンソール３に出力する。リストモードでは、ガンマ線の検出位置情報、強度情報、ガンマ線検出器１１および１２と被検体Ｐとの相対位置を示す情報（ガンマ線検出器１１および１２の位置や角度など）、およびガンマ線の検出時刻がガンマ線の入射イベントごとに収集される。
【００２７】
寝台装置２３は、天板２４と、天板駆動装置２５とを有する。被検体Ｐは、天板２４に載置される。天板駆動装置２５は、データ収集回路２２を介して処理回路３５に制御されて、天板２４を移動させる。具体的には、天板駆動装置２５は、天板２４をｚ軸方向やｘ軸方向に沿って移動させる駆動源としてのモータ、およびこのモータを制御するための電子部品などを有する。また、天板駆動装置２５は、天板２４を昇降させる駆動源としてのモータ、およびこのモータを制御するための電子部品などを有する。
【００２８】
一方、核医学診断装置１のコンソール３は、たとえば一般的なパーソナルコンピュータやワークステーションなどにより構成され、入力回路３１、ディスプレイ３２、記憶回路３３、ネットワーク接続回路３４および処理回路３５を有する。なお、コンソール３は独立して設けられずともよく、たとえばコンソール３の構成３１−３５の一部が固定架台１６に分散して設けられてもよい。
【００２９】
入力回路３１は、たとえばトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、テンキーなどの一般的な入力装置により構成され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を処理回路３５に出力する。たとえば、ユーザは、入力回路３１を介して撮像対象部位や検査で用いるＲＩを指定することができる。
【００３０】
ディスプレイ３２は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成される。
【００３１】
記憶回路３３は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。記憶回路３３は、処理回路３５により制御されて、表示画素ごとの計数値（入力カウント数）や核医学画像を記憶する。また、記憶回路３３は、あらかじめ被検体Ｐが載置される天板２４によるガンマ線の減弱を補正するための天板減弱補正マップ６０を記憶しておく。これら記録媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は、電子ネットワークを介した通信によりダウンロードされるように構成してもよい。
【００３２】
ネットワーク接続回路３４は、たとえば所定のプリント回路基板を有するネットワークカードなどにより構成され、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワーク接続回路３４は、この各種プロトコルに従って核医学診断装置１と他の機器とを接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続などを適用することができる。ここで電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、無線／有線の病院基幹ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。
【００３３】
処理回路３５は、記憶回路３３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、核医学再構成データを体輪郭抽出処理に適した再構成データに補正するための前処理を行なうための処理を実行するプロセッサである。処理回路３５が実行する前処理により、核医学再構成データは、体輪郭抽出処理に適した再構成データに補正される。この前処理によって補正された核医学再構成データを用いることにより、前処理なしの再構成データを用いる場合にくらべ、体輪郭抽出処理によってより正確な体輪郭を抽出することができる。
【００３４】
（前処理の概略）
次に、本実施形態に係る処理回路３５のプロセッサにより実行される、核医学再構成データを体輪郭抽出処理に適した再構成データにするための処理の概略について説明する。この処理は、体輪郭抽出処理の前処理として実行される。
【００３５】
図２は、処理回路３５のプロセッサによる実現機能例を示す概略的なブロック図である。また、図３は、本実施形態に係る前処理（核医学再構成データを体輪郭抽出処理に適した再構成データに補正する処理）の概略を説明するための図である。図３には、心筋のＳＰＥＣＴ再構成画像５０の再構成データに対して前処理する場合の例を示した。
【００３６】
また、図４は、図１に示す処理回路３５のプロセッサにより核医学再構成データを体輪郭抽出処理に適した再構成データに補正する処理（前処理）を実行する際の手順の一例を示すフローチャートである。図４において、Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。
【００３７】
心筋のＳＰＥＣＴ再構成画像５０（図３の１段目参照）に対して、計数値に閾値を設定する体輪郭抽出処理を行なうと、再構成データの中に高計数値の領域がある場合に、高計数値の領域の影響で閾値がうまく設定できずに正確な体輪郭の抽出が難しいことがある。また、Ｔｌ−２０１などのそもそも入力カウント数が少ないＲＩを用いる場合は、体輪郭抽出の成功率が悪くなる。また、運動や薬剤などで被検体Ｐの心筋に負荷をかけて収集された投影データにもとづく負荷時の再構成データは、安静時の再構成データに比べてＲＩの集積が進むため、さらに体輪郭抽出の成功率が悪くなってしまう。
【００３８】
計数値に閾値を設定する方法において再構成データ中の高計数値の領域の影響を低減させる前処理として、所定の計数値を超える計数値を所定の計数値に置き換える処理が考えられるが、この処理を適用しても、体輪郭を正確に抽出することは難しい。
【００３９】
また、被検体Ｐを載置する天板２４によるガンマ線の減弱の影響により、体躯部のＳＰＥＣＴ再構成データは被検体Ｐの背面部（天板２４に接している部位およびその周辺）が前面と比べて不明瞭となってしまう傾向がある。このため、体躯部のＳＰＥＣＴ再構成データから背面部の体輪郭を抽出する場合精度が落ちる。
【００４０】
そこで、本実施形態に係る処理回路３５は、天板２４によるガンマ線の減弱の影響を補正することにより、被検体Ｐの背面部の体輪郭を抽出する精度を向上させる。また、高計数値の領域による影響を低減するため、高計数値以外の領域の計数値を相対的に高める補正を行う。また、体輪郭の外側の領域からの信号をバックグラウンド成分として処理することで、被検体Ｐの体輪郭を正確に抽出可能にする。
【００４１】
これらの補正を行うため、図２に示すように、処理回路３５のプロセッサは、再構成データ取得機能４１、関心領域取得機能４２、天板減弱補正マップ生成機能４３、位置合わせ機能４４、マスクデータ生成機能４５、および補正再構成データ生成機能４６を実現する。これらの各機能４１−４６は、それぞれプログラムの形態で記憶回路３３に記憶されている。
【００４２】
なお、本実施形態に係る前処理を実行するための処理回路３５の実現機能４１−４６は、前処理用プログラムとして独立して提供されてもよいし、ＳＳＰＡＣ処理装置１０１や輪郭抽出フィルタ処理装置１０２などの装置の体輪郭抽出処理プログラム等のプログラムに組み込まれて利用されてもよい。
【００４３】
再構成データ取得機能４１は、被検体Ｐから放射されるガンマ線にもとづく再構成データを取得する（図４のステップＳ１）。また、再構成データ取得機能４１は、取得した再構成データにもとづく再構成画像５０（図３の１段目参照）を生成して、ディスプレイ３２に表示させる。
【００４４】
具体的には、再構成データ取得機能４１は、データ収集回路２２を介して取得した被検体Ｐの投影データにもとづいて再構成データを生成することで再構成データを取得する。この場合、スキャナ装置２によりスキャン計画にもとづいて被検体Ｐのスキャンが実行されることにより、被検体Ｐに投与されたＲＩから放射されたガンマ線にもとづく投影データがデータ収集回路２２を介して再構成データ取得機能４１に与えられる。
【００４５】
また、再構成データ取得機能４１は、ネットワークを介して接続されたＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System：医用画像保管通信システム）の画像サーバ等の外部の医用画像記憶装置から、ネットワーク接続回路３４を介して再構成データを取得してもよい。
【００４６】
関心領域取得機能４２は、被検体Ｐの投影データにもとづく再構成データに対して設定された、被検体Ｐの体輪郭に対応する関心領域５１（図３の２段目参照）を取得する（図４のステップＳ２）。なお、以下の説明では、関心領域５１が楕円形状を有する場合の例について示す。この場合、関心領域５１は、体輪郭を含む大まかな楕円として設定されるとよい。またこの場合、関心領域取得機能４２は、設定された楕円の中心位置、短径、長径の情報などの設定された楕円に関する情報を記憶回路３３に記憶させるとよい。
【００４７】
関心領域５１は、たとえばユーザにより、ディスプレイ３２に表示された再構成画像５０を確認しながら入力回路３１を介して設定される。また、関心領域取得機能４２は、あらかじめ設定されたテンプレートを記憶回路３３から読み出し、このテンプレートを関心領域５１として取得してもよい。
【００４８】
天板減弱補正マップ生成機能４３は、被検体Ｐが載置される天板２４によるガンマ線の減弱の影響を補正するための天板減弱補正マップ６０（図３の３段目左参照）をあらかじめ生成し、記憶回路３３に記憶させておく。天板減弱補正マップ６０を用いて天板２４によるガンマ線の減弱の影響を補正した再構成データを作成する。この補正した再構成データを用いることにより、ＳＳＰＡＣ処理装置１０１や輪郭抽出フィルタ処理装置１０２などの体輪郭抽出処理を行なう装置は、被検体Ｐの背面部の体輪郭を正確に抽出することができる。
【００４９】
位置合わせ機能４４は、関心領域５１と天板減弱補正マップ６０との位置合わせを行なう。具体的な天板減弱補正マップ６０の生成方法および位置合わせの方法を含む天板減弱補正処理については、図７−９を用いて後述する。
【００５０】
マスクデータ生成機能４５は、関心領域５１の内部の辺縁側の再構成データに対して中央側の再構成データよりも高い重みとなるマスクデータ７１（図３の３段目右参照）を生成する。マスクデータ７１を用いて再構成データを補正することにより、高計数値以外の領域の計数値を相対的に高めることができ、高計数値の領域による影響を低減することができる。また、マスクデータ７１を用いて再構成データを補正することにより、体輪郭の外側の領域からの信号をバックグラウンド成分として処理することができる。具体的なマスクデータ７１の生成方法を含むマスクデータ補正処理については、図１０−１２を用いて後述する。
【００５１】
補正再構成データ生成機能４６は、天板減弱補正マップ６０にもとづいて再構成データを補正するとともに（図４のステップＳ３）、マスクデータ７１にもとづいて再構成データを補正することにより（図４のステップＳ４）、補正再構成データを生成する。補正再構成データ生成機能４６は、生成した補正再構成データにもとづいて補正再構成画像８０を生成してもよい（図３の４段目参照）。なお、天板減弱補正マップ６０にもとづく再構成データの補正とマスクデータ７１にもとづく再構成データの補正の一方は省略されてもよい。
【００５２】
そして、補正再構成データ生成機能４６は、生成した補正再構成データを、ＳＳＰＡＣ法を実行するＳＳＰＡＣ処理装置１０１や輪郭抽出フィルタ処理を実行する輪郭抽出フィルタ処理装置１０２などの、体輪郭抽出処理を行なう外部の装置に出力する。ＳＳＰＡＣ処理装置１０１や輪郭抽出フィルタ処理装置１０２は、処理回路３５が実行した前処理によって生成された補正再構成データを用いて体輪郭抽出処理を行うことにより、前処理なしの再構成データを用いる場合にくらべ、より正確な体輪郭を抽出することができる。
【００５３】
本実施形態に係る核医学診断装置１によれば、ユーザは、体輪郭を含む関心領域５１を大まかに設定するだけで、他の煩雑な作業をすることなく、体輪郭抽出処理に適した補正再構成データを容易に生成することができる。
【００５４】
続いて、関心領域５１の設定方法の変形例について説明する。
【００５５】
図５は、同一スライスの散乱線再構成画像５０Ｓとメイン再構成画像５０Ｍとが並列表示される場合に関心領域５１が設定される様子の一例を示す説明図である。また、図６は散乱線再構成画像５０Ｓに対応するサブウィンドウおよびメイン再構成画像５０Ｍに対応するメインウィンドウの設定方法の一例を示す説明図である。なお、図６にはＲＩがＴｃ−９９ｍである場合の例を示したが、Ｔｌ−２０１などの他のＲＩであっても同様の処理が可能である。
【００５６】
図３では１つの再構成画像５０にもとづいて関心領域５１が設定される場合の例を示したが、図５に示すように、同一スライスの散乱線再構成画像５０Ｓとメイン再構成画像５０Ｍとが並列表示され、これらの画像にもとづいて関心領域５１が設定されてもよい。この場合、再構成データ取得機能４１は、１つのスライスについて、ＲＩのエネルギーピークを含む所定幅（たとえばピークエネルギーの±１０％など）のメインウィンドウ（フォトピークウィンドウ）に属するエネルギーを有するガンマ線にもとづくメイン再構成データと、メインウィンドウよりも低エネルギー側に設定された所定幅（たとえばピークエネルギーの７％など）のサブウィンドウに属するコンプトン散乱領域のガンマ線にもとづく散乱線再構成データと、を取得する（図６参照）。
【００５７】
同一スライスの散乱線再構成画像５０Ｓとメイン再構成画像５０Ｍとがディスプレイ３２に並列表示される場合、ユーザは、いずれか一方に対して関心領域５１を設定することができる。ここで、散乱線再構成画像５０Ｓは、計数値が少なく臓器は視認しづらいものの、体輪郭を確認しやすい画像である一方、メイン再構成画像５０Ｍは、体輪郭は視認しづらいものの、臓器の配置を確認しやすい画像であることが知られている。このため、ユーザは、メイン再構成画像５０Ｍで臓器の位置を確認しながら、散乱線再構成画像５０Ｓに対して関心領域５１を設定するとよい。
【００５８】
なお、表示対象とするスライスは、関心領域５１を設定しやすい再構成画像に対応するスライスとするとよい。また、１つのスライスに対して設定された関心領域５１は、他の全てのスライスに適用することができる。
【００５９】
また、このとき、関心領域取得機能４２は、散乱線再構成画像５０Ｓに対して設定された関心領域５１を、メイン再構成画像５０Ｍにも表示させるとよい（図５参照）。この場合、ユーザは、散乱線再構成画像５０Ｓに対して設定した関心領域５１が本当に正しい位置に置かれたかどうかを、メイン再構成画像５０Ｍ上で容易に確認することができる。なお、同一スライスの散乱線再構成画像５０Ｓとメイン再構成画像５０Ｍの一方しか存在しない場合は、ユーザは当該一方のみを用いて関心領域５１を設定すればよい。
【００６０】
（天板減弱補正処理）
続いて、図４のステップＳ３で実行される天板減弱補正マップ６０を用いた再構成データの補正処理（天板減弱補正処理）について、図７−９を用いて説明する。
【００６１】
図７は、図４のステップＳ３で実行される天板減弱補正処理の手順の一例を示すサブルーチンフローチャートである。また、図８（ａ）は推定された天板２４の領域を含む元データ６１の一例を示す説明図であり、（ｂ）は天板２４の減弱分布マップ６２の一例を示す説明図であり、（ｃ）は天板減弱補正マップ６０の一例を示す説明図である。また、図９は関心領域５１と天板減弱補正マップ６０との位置合わせの様子の一例を示す説明図である。
【００６２】
まず、ステップＳ３１において、天板減弱補正マップ生成機能４３は、天板２４の領域を含む元データ６１を生成する。天板２４の領域は、たとえば図８（ａ）に示すようにシミュレーションにより生成してもよいし、あらかじめ収集されたＸ線ＣＴ画像から抽出してもよい。
【００６３】
次に、ステップＳ３２において、天板減弱補正マップ生成機能４３は、元データ６１にもとづいて天板２４の減弱分布マップ６２を生成する（図８（ｂ）参照）。
【００６４】
次に、ステップＳ３３において、天板減弱補正マップ生成機能４３は、天板２４の減弱分布マップ６２によって表された天板２４によるガンマ線の減弱の影響を補正するための天板減弱補正マップ（天板２４の減弱補正データの分布）６０を生成し（図８（ｃ）参照）、記憶回路３３に記憶させる。
【００６５】
次に、ステップＳ３４において、位置合わせ機能４４は、天板減弱補正マップ６０における天板２４の上面中央と関心領域５１の下端中央とが一致するように、関心領域５１と天板減弱補正マップ６０とを自動的に位置合わせする。たとえば関心領域５１が楕円形状を有する場合、図９に示すように、位置合わせ機能４４は、楕円の短径の下端５２と、天板減弱補正マップ６０における天板２４の上面中央６４とが一致するように、位置合わせを行なう。なお、Ｘ線ＣＴ画像から天板２４の領域を抽出した場合は、Ｘ線ＣＴ画像における天板２４の大きさ（ピクセルサイズ）と位置が一致するよう注意する。このように位置合わせすることにより、関心領域５１に対応すると推定される体輪郭を有する被検体Ｐが、天板２４の幅方向中央に載置されている様子を再現することができる。
【００６６】
なお、位置合わせによって元データが存在しない部分が生じた場合は、この部分に１．０を設定するとよい。１．０を乗じることにより、当該部分に対する天板減弱補正処理を行わないようにすることができる。
【００６７】
次に、ステップＳ３５において、補正再構成データ生成機能４６は、天板減弱補正マップ６０を再構成画像５０に対応する再構成データに乗じることにより、再構成データを補正する。散乱線再構成画像５０Ｓが利用可能であり、散乱線再構成画像５０Ｓに対して関心領域５１が設定された場合は、補正再構成データ生成機能４６は、天板減弱補正マップ６０を散乱線再構成画像５０Ｓに対応する散乱線再構成データに乗じるとよい。
【００６８】
以上の手順により、再構成データに含まれる天板２４によるガンマ線の減弱の影響を補正することができる。
【００６９】
天板２４は、散乱線の由来とはならないため再構成画像５０には描出されてはいないが、有効視野内に含まれている。このため、再構成データは天板２４によるガンマ線の減弱の影響を受けている。
【００７０】
本実施形態に係る核医学診断装置１によれば、図７に示す天板減弱補正処理によって、天板２４によるガンマ線の減弱の影響を低減するよう再構成データを補正することができる。このため、ステップＳ３５で生成される天板減弱補正処理後の再構成データは、被検体Ｐの背面部（天板２４に接している部位およびその周辺）の不明瞭さが解消されたデータである。したがって、ＳＳＰＡＣ処理装置１０１や輪郭抽出フィルタ処理装置１０２などの体輪郭抽出処理を行なう装置は、本実施形態に係る核医学診断装置１によって生成された天板減弱補正処理後の再構成データを用いることにより、当該補正をしていない再構成データを用いる場合に比べ、容易に正確に被検体Ｐの背面部の体輪郭を抽出することができる。
【００７１】
（マスクデータ補正処理）
続いて、図４のステップＳ４で実行される関心領域５１のマスクデータ７１を用いた再構成データの補正処理（マスクデータ補正処理）について、図１０−１２を用いて説明する。
【００７２】
マスクデータ補正処理によれば、関心領域５１の内部の辺縁側のデータを持ち上げることにより高計数値の領域による影響を低減することができる。また、マスクデータ補正処理によれば、関心領域５１の外側の信号をバックグラウンド成分（ノイズ成分）として処理することができる。
【００７３】
図１０は、図４のステップＳ４で実行されるマスクデータ補正処理の手順の一例を示すサブルーチンフローチャートである。また、図１１（ａ）はマスクデータ７１の第１例を示す説明図であり、（ｂ）はマスクデータ７１の第２例を示す説明図であり、（ｃ）マスクデータ７１の第３例を示す説明図である。
【００７４】
ステップＳ４１において、マスクデータ生成機能４５は、関心領域５１の内部の辺縁側の再構成データに対して中央側の再構成データよりも高い重みとなるように（辺縁側のデータを持ち上げるように）、マスクデータ７１の関心領域５１の内部に対応する部分を設定する。
【００７５】
図１１（ａ）に示すマスクデータ７１の第１例は、縦方向（短径方向）のプロファイル７０ｖおよび横方向（長径方向）のプロファイル７０ｈのそれぞれが、関心領域５１の内部において、関心領域５１の中心を最低値とし、関心領域５１の境界（輪郭）を最高値とし、中央と境界を直線で結んだ形状を有する場合の例である。
【００７６】
図１１（ｂ）に示すマスクデータ７１の第２例は、縦方向のプロファイル７０ｖおよび横方向のプロファイル７０ｈのそれぞれが、関心領域５１の中心から所定幅を最低値とする形状を有する点で第１例と異なる。図１１（ｃ）に示すマスクデータ７１の第３例は、縦方向のプロファイル７０ｖおよび横方向のプロファイル７０ｈのそれぞれが、関心領域５１の内部において、関心領域５１の境界（輪郭）から中心に向かっていわゆるバターワースフィルタ（Butterworth Filter）の形状を有する場合の例である。なお、マスクデータ７１のプロファイルは第１−３例に例示した形状に限られない。
【００７７】
縦方向のプロファイル７０ｖの最低値および最高値は、横方向の７０ｈの最低値および最高値とそれぞれ同一となるように設定するとよい。この場合、関心領域５１の境界（輪郭）上のマスク値は全周で均一となる。
【００７８】
次に、ステップＳ４２において、マスクデータ生成機能４５は、関心領域５１の境界の外側がゼロになるように、または、関心領域５１の境界からの距離に応じてゼロに近づくように、マスクデータ７１の関心領域５１の外部に対応する部分を設定する。
【００７９】
図１１（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示したマスクデータ７１の第１−第３例は、いずれも関心領域５１の境界の外側をゼロとする場合の例である。
【００８０】
図１２は、関心領域５１の境界からの距離に応じてゼロに近づくように設定されたマスクデータ７１の一例を示す説明図である。図１２には、横方向（長径方向）のプロファイル７１ｈを示したが、縦方向（短径方向）のプロファイル７１ｖもこれと同様の形状を有する。図１２には、関心領域５１の内部に対応するプロファイル７１ｈｉが、図１１（ｃ）に示す第３例と同一の形状を有する場合の例を示した。
【００８１】
図１２に示すように、長径の長さが２ａの楕円形状を有する関心領域５１の横方向のプロファイル７１ｈは、関心領域５１の外部に対応するプロファイル７１ｈｅにおいて、関心領域５１の境界からの距離に応じてゼロに近づくように設定されてもよい。
【００８２】
そして、ステップＳ４３において、補正再構成データ生成機能４６は、再構成画像５０に対応する再構成データにマスクデータ７１を乗じることにより、再構成データを補正する。
【００８３】
以上の手順により、マスクデータ７１を用いて再構成データを補正することができる。
【００８４】
本実施形態に係る核医学診断装置１は、図１１および図１２に例示したようなマスクデータ７１を用いて再構成データを補正することができる。ステップＳ４３で生成されるマスクデータ補正処理後の再構成データは、関心領域５１の中央付近よりも、関心領域５１の辺縁部の計数値を相対的に高めた（持ち上げた）データである。
【００８５】
したがって、ＳＳＰＡＣ処理装置１０１や輪郭抽出フィルタ処理装置１０２などの体輪郭抽出処理を行なう装置は、本実施形態に係る核医学診断装置１によって生成されたマスクデータ補正処理後の再構成データを用いることにより、当該補正をしていない再構成データを用いる場合に比べ、高計数値の領域による影響をうけにくくなり、より正確に被検体Ｐの体輪郭を抽出することができる。
【００８６】
また、マスクデータ７１は、関心領域５１の外部に対応するプロファイルが、関心領域５１の境界の外側がゼロになるように、または、関心領域５１の境界からの距離に応じてゼロに近づくように設定される。このため、関心領域５１の外側、すなわち被検体Ｐの外側と推定される箇所、に由来する信号をバックグラウンド成分（ノイズ成分）として処理することができ、体輪郭の抽出精度をより向上させることができる。
【００８７】
さらに、図１２に示すように、関心領域５１の外部に対応するプロファイル７１ｈｅが、関心領域５１の境界からの距離に応じてゼロに近づくように設定される場合、プロファイル７１ｈおよび７１ｖの関心領域５１の境界における形状をなめらかな形状にすることができる。このため、プロファイル７１ｈｅがすべてゼロである場合に比べ、後に行われる体輪郭抽出処理において、関心領域５１の形状の影響を低減することができる。したがって、関心領域５１がユーザによって簡素かつ大まかに設定された場合であっても、体輪郭抽出処理を行なう装置は、関心領域５１の形状の影響をほとんど受けることなく正確に体輪郭を抽出することができる。
【００８８】
図１３（ａ）は本実施形態に係る前処理を施していない再構成データを用いて抽出された体輪郭の一例を示す説明図であり、（ｂ）は本実施形態に係る前処理を施した補正再構成データを用いて抽出された体輪郭の一例を示す説明図である。
【００８９】
図１３（ａ）と（ｂ）を比較して明らかなように、本実施形態に係る前処理を施した補正再構成データを用いることにより、ＳＳＰＡＣ処理装置１０１や輪郭抽出フィルタ処理装置１０２などの体輪郭抽出処理を行なう装置は、非常に正確に被検体Ｐの体輪郭を抽出することができる。
【００９０】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、核医学再構成データを体輪郭抽出処理に適した再構成データに補正するための前処理を行なうことができる。
【００９１】
なお、本実施形態における処理回路３５の関心領域取得機能４２、位置合わせ機能４４、マスクデータ生成機能４５、および補正再構成データ生成機能４６は、それぞれ特許請求の範囲における関心領域取得部、位置合わせ部、マスクデータ生成部、および補正再構成データ生成部の一例である。また、本実施形態における記憶回路３３は、それぞれ特許請求の範囲における記憶部の一例である。
【００９２】
また、上記実施形態において、「プロセッサ」という文言は、たとえば、専用または汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、または、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（たとえば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、およびＦＰＧＡ）等の回路を意味するものとする。プロセッサは、記憶媒体に保存されたプログラムを読み出して実行することにより、各種機能を実現する。
【００９３】
また、上記実施形態では処理回路の単一のプロセッサが各機能を実現する場合の例について示したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサが各機能を実現してもよい。また、プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶媒体は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、１つの記憶媒体が全てのプロセッサの機能に対応するプログラムを一括して記憶してもよい。
【００９４】
なお、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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
【符号の説明】
【００９５】
１…核医学診断装置
２４…天板
４２…関心領域取得機能
４４…位置合わせ機能
４５…マスクデータ生成機能
４６…補正再構成データ生成機能
５０…再構成画像
５０Ｍ…メイン再構成画像
５０Ｓ…散乱線再構成画像
５１…関心領域
６０…天板減弱補正マップ
６２…減弱分布マップ
７１…マスクデータ
８０…補正再構成画像
【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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