(57)【要約】【課題】前期収集画像と後期収集画像との差異を自動的に検出してディスプレイ表示し、ＰＥＴ装置による画像診断を簡単かつ正確に行えるようにする。【解決手段】ＲＩ線源を含む薬剤が投与された被検体８の周囲を取り巻いて配置され、被検体内における電子・陽電子対消滅によって発生した放射線対を同時計数するリング型検出部１と、リング型検出部による同時計数データを収集するデータ収集部２と、データ収集部により収集された同時計数データに基づいて、被検体内のＲＩ分布画像を再構成する画像処理部３を備える。画像処理部は、薬剤投与後の第１の測定時刻に収集された同時計数データに基づいて再構成した第１のＲＩ分布画像と、第１の測定時刻から所定時間経過後の第２の測定時刻に収集された同時計数データに基づいて再構成した第２のＲＩ分布画像との差分を計算して差分画像を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＩ線源を含む薬剤が投与された被検体の周囲を取り巻いて配置され、前記被検体内における電子・陽電子対消滅によって発生した放射線対を同時計数するリング型検出部と、
前記リング型検出部による同時計数データを収集するデータ収集部と、
前記データ収集部により収集された同時計数データに基づいて、前記被検体内のＲＩ分布画像を再構成する画像処理部と、を備えたポジトロンＣＴ装置において、
前記画像処理部が、薬剤投与後の第１の測定時刻に収集された同時計数データに基づいて再構成した第１のＲＩ分布画像と、前記第１の測定時刻から所定時間経過後の第２の測定時刻に収集された同時計数データに基づいて再構成した第２のＲＩ分布画像との差分を計算して差分画像を生成することを特徴とするポジトロンＣＴ装置。
【請求項２】
前記画像処理部で生成された前記差分画像をディスプレイ表示する画像表示部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のポジトロンＣＴ装置。
【請求項３】
前記画像表示部は、前記差分画像の各画素のうち、予め決定された閾値以上の画素値を有するものを強調してディスプレイ表示することを特徴とする請求項２に記載のポジトロンＣＴ装置。
【請求項４】
前記画像処理部は、前記第１のＲＩ分布画像の各画素の画素値をＥｉとし、前記第２のＲＩ分布画像の各画素の画素値をＤｉとするとき、前記差分画像の各画素の画素値Ｓｉを、
Ｓｉ＝Ｅｉ−Ｗ×Ｄｉ、
ただし、Ｗは重み係数である、
によって計算し、前記差分画像を生成することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のポジトロンＣＴ装置。
【請求項５】
前記重み係数Ｗは、
Ｗ＝１／ｅｘｐ（−λ×（ｔ２−ｔ１））、
ただし、λは前記ＲＩ線源に固有の崩壊係数であり、ｔ１およびｔ２はそれぞれ前記第１の測定時刻および第２の測定時刻である、
によって規定されることを特徴とする請求項４に記載のポジトロンＣＴ装置。
【請求項６】
前記重み係数Ｗは、
Ｗ＝１／［Ｃ２−１×ｅｘｐ（−λ×（ｔ２−ｔ１））］、
ただし、ｔ１およびｔ２はそれぞれ前記第１の測定時刻および第２の測定時刻であり、Ｃ２−１はｔ１からｔ２までの間の前記ＲＩ線源の前記被検体内残留率であり、λは前記ＲＩ線源に固有の崩壊係数である、
によって規定されることを特徴とする請求項４に記載のポジトロンＣＴ装置。
【請求項７】
前記重み係数は可変定数として規定され、前記重み係数の値を変更するための重み係数変更部をさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載のポジトロンＣＴ装置。
【請求項８】
予め収集され、前記ＲＩ線源を含む薬剤毎に、および症例毎にかつその症例の進行度毎に分類された差分画像のデータを含む、診断に必要なデータが登録されたデータベースをさらに備え、前記画像処理部は、差分画像を生成したとき、その差分画像のデータに基づいて前記データベースを検索することにより、前記ディスプレイ上に、前記生成した差分画像とともに症例の有無および症例の進行度を表示することを特徴とする請求項２〜請求項７のいずれかに記載のポジトロンＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用画像診断装置、特にポジトロンＣＴ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
医療用画像診断装置の１つとして、ポジトロンＣＴ装置（Positron Emission Computed Tomography；以下「ＰＥＴ装置」と呼ぶ。）が知られている。ＰＥＴ装置は、ＲＩ線源（陽電子放出核種）を含む薬剤が投与された被検体を測定し、ＲＩ線源の体内分布を画像化し、生体機能を見るための装置であり、生体や疾病患の研究あるいは臨床検査等に応用されている。
ＰＥＴ装置は、リング型検出部を備えており、そのリング内にＲＩ線源を含む薬剤が投与された被検体が配置される。被検体内のＲＩ線源から放出された陽電子は直ちに近くの電子と結合し、それによって、それぞれ５１１ｋｅＶのエネルギを持つ放射線（γ線）対が互いに反対方向に放出される。そして、リング型検出部によってこの放射線（γ線）対が同時計数され、電子・陽電子対消滅がどの直線上で発生したかが特定される。ＰＥＴ装置は、このような同時計数データを収集し、収集した同時計数データに基づいて、被検体内におけるＲＩ線源の分布画像を再構成し、ディスプレイ表示する（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
ＲＩ線源を含む薬剤のうち、例えば、ＦＤＧ（18Ｆ−フルオロデオキシグルコース）は、ブドウ糖に類似した構造を有しており、被検体内に投与されると腫瘍細胞に大量に取り込まれて集積することから、被検体内にＦＤＧを投与し、ＰＥＴ装置を用いてＦＤＧの被検体内での分布、消費量あるいは時間的変化の様子を画像化することによって、腫瘍有無の診断に応用されている。
【０００４】
この従来のＰＥＴ装置を用いた腫瘍有無の診断においては、被検体へのＦＤＧ投与後の第１の測定時刻において得られた前期収集画像と、第１の測定時刻から一定時間経過後に得られた後期収集画像とがディスプレイ上に並べて表示され、医師や技師は、これら２つの画像を見比べ、ＦＤＧの被検体内での分布の変化を比較検討することによって腫瘍の有無の診断を行っていた。
しかしながら、２つの画像を見比べながら、両者の微妙な差異を読み取る作業は、医師や技師にとっては大きな負担となっていた。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２９５３９号公報
【特許文献２】特開平９−２１１１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の課題は、前期収集画像と後期収集画像との差異を自動的に検出してディスプレイ表示し、ＰＥＴ装置による画像診断を簡単かつ正確に行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、ＲＩ線源を含む薬剤が投与された被検体の周囲を取り巻いて配置され、前記被検体内における電子・陽電子対消滅によって発生した放射線対を同時計数するリング型検出部と、前記リング型検出部による同時計数データを収集するデータ収集部と、前記データ収集部により収集された同時計数データに基づいて、前記被検体内のＲＩ分布画像を再構成する画像処理部と、を備えたポジトロンＣＴ装置において、前記画像処理部が、薬剤投与後の第１の測定時刻に収集された同時計数データに基づいて再構成した第１のＲＩ分布画像と、前記第１の測定時刻から所定時間経過後の第２の測定時刻に収集された同時計数データに基づいて再構成した第２のＲＩ分布画像との差分を計算して差分画像を生成することを特徴とするポジトロンＣＴ装置を構成したものである。
【０００８】
上記構成において、前記画像処理部で生成された前記差分画像をディスプレイ表示する画像表示部をさらに備えていることが好ましく、さらに好ましくは、前記画像表示部は、前記差分画像の各画素のうち、予め決定された閾値以上の画素値を有するものを強調してディスプレイ表示するようになっている。
【０００９】
また、好ましくは、前記画像処理部は、前記第１のＲＩ分布画像の各画素の画素値をＥｉとし、前記第２のＲＩ分布画像の各画素の画素値をＤｉとするとき、前記差分画像の各画素の画素値Ｓｉを、
Ｓｉ＝Ｅｉ−Ｗ×Ｄｉ、
ただし、Ｗは重み係数である、
によって計算し、前記差分画像を生成するようになっている。
【００１０】
この場合、前記重み係数Ｗは、
Ｗ＝１／ｅｘｐ（−λ×（ｔ２−ｔ１））、
ただし、λは前記ＲＩ線源に固有の崩壊係数であり、ｔ１およびｔ２はそれぞれ前記第１の測定時刻および第２の測定時刻である、
によって規定されることが好ましい。
あるいは、前記重み係数Ｗは、
Ｗ＝１／［Ｃ２−１×ｅｘｐ（−λ×（ｔ２−ｔ１））］、
ただし、ｔ１およびｔ２はそれぞれ前記第１の測定時刻および第２の測定時刻であり、Ｃ２−１はｔ１からｔ２までの間の前記ＲＩ線源の前記被検体内残留率であり、λは前記ＲＩ線源に固有の崩壊係数である、
によって規定されることが好ましい。
あるいは、前記重み係数は可変定数として規定され、前記重み係数の値を変更するための重み係数変更部をさらに備えていることが好ましい。
【００１１】
また好ましくは、予め収集され、前記ＲＩ線源を含む薬剤毎に、および症例毎にかつその症例の進行度毎に分類された差分画像のデータを含む、診断に必要なデータが登録されたデータベースをさらに備え、前記画像処理部は、差分画像を生成したとき、その差分画像のデータに基づいて前記データベースを検索することにより、前記ディスプレイ上に、前記生成した差分画像とともに症例の有無および症例の進行度を表示するようになっている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被検体への薬剤投与後の第１の測定時刻において得られた第１のＲＩ分布画像（前期収集画像）と、第１の測定時刻から一定時間経過後に得られた第２のＲＩ分布画像（後期収集画像）との差分画像がディスプレイ表示されるので、医師や技師は、被検体への薬剤投与後の一定時間における被検体内のＲＩ線源の分布の変化を瞬時に把握することができ、それに基づいて、迅速かつ容易に診断を下すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。本発明の１実施例によるポジトロンＣＴ装置の概略構成を示す図であり、（Ａ）はブロック図であり、（Ｂ）は（Ａ）のリング型検出部の断面図である。図１を参照して、本発明によれば、ＲＩ線源（この実施例では、陽電子崩壊核種からなる。）を含む薬剤が投与された被検体８の周囲を取り巻いて配置され、被検体８内における電子・陽電子対消滅によって発生した放射線（γ線）対を同時計数するリング型検出部１と、リング型検出部１による同時計数データを収集するデータ収集部２と、データ収集部２により収集された同時計数データに基づいて、被検体８内のＲＩ分布画像を再構成する画像処理部３が備えられる。
【００１４】
画像処理部３は、薬剤投与後の第１の測定時刻に収集された同時計数データに基づいて再構成した第１のＲＩ分布画像と、第１の測定時刻から所定時間経過後の第２の測定時刻に収集された同時計数データに基づいて再構成した第２のＲＩ分布画像との差分を計算して差分画像を生成する。
【００１５】
この場合、２つの画像の差分は、第１のＲＩ分布画像の各画素の画素値をＥｉとし、第２のＲＩ分布画像の各画素の画素値をＤｉとするとき、差分画像の各画素の画素値Ｓｉを、
Ｓｉ＝Ｅｉ−Ｗ×Ｄｉ、
ただし、Ｗは重み係数である、
によって計算される。
このように重み係数を適用することによって、被検体内のＲＩ分布画像中において、ＲＩ線源を含む薬剤の集積が認められる部位を表示する画素と、集積が認められない部位を表示する画素との画素値の差異をより強調することができる。
【００１６】
重み係数としては、種々のものを採用することができる。例えば、重み係数Ｗを、
Ｗ１＝１／ｅｘｐ（−λ×（ｔ２−ｔ１））、
ただし、λはＲＩ線源に固有の崩壊係数であり、ｔ１およびｔ２はそれぞれ第１の測定時刻および第２の測定時刻である、
とすることができる。
【００１７】
この重み係数を採用する理由は次のとおりである。すなわち、薬剤中のＲＩ線源の放射線強度Ｎは、時刻ｔ＝０においてＮ０とすれば、時間ｔの経過とともに
Ｎ＝Ｎ０×ｅｘｐ（−λ×ｔ）（λ：ＲＩ線源に固有の崩壊係数）、
に従って減少する。
したがって、第１の測定時刻ｔ１におけるＲＩ線源の放射線強度をＮ１とすれば、第２の測定時刻ｔ２における放射線強度Ｎ２は、
Ｎ２＝Ｎ１×ｅｘｐ（−λ×（ｔ２−ｔ１））
となる。
【００１８】
通常、第１の測定時刻に収集された同時計数データに基づく第１のＲＩ分布画像の各画素、および第２の測定時刻に収集された同時計数データに基づく第２のＲＩ分布画像の各画素は、それぞれ、γ線の放射カウント数を画素値とするため、各画素値は、ＲＩ線源の放射線強度に比例すると考えられる。よって、
Ｄｉ＝Ｅｉ×ｅｘｐ（−λ×（ｔ２−ｔ１））
が成立し、これにより、重み係数を
Ｗ１＝１／ｅｘｐ（−λ×（ｔ２−ｔ１））
として、
Ｓｉ＝Ｅｉ−Ｗ１×Ｄｉ
とすれば、ＲＩ線源の放射線の崩壊・減衰を考慮した差分画像が得られると考えられる。この場合、薬剤が一定に留まっている部位の差分値はゼロとなり、薬剤が一定に留まっていない部位（腫瘍が存在せず、薬剤が時間経過と共に流出、減少する部位）では、差分値が負値となる。
【００１９】
また、例えば、重み係数Ｗを、
Ｗ２＝１／［Ｃ２−１×ｅｘｐ（−λ×（ｔ２−ｔ１））］、
ただし、ｔ１およびｔ２はそれぞれ第１の測定時刻および第２の測定時刻であり、Ｃ２−１はｔ１からｔ２までの間のＲＩ線源の被検体内残留率であり、λはＲＩ線源に固有の崩壊係数である、
とすることもできる。
【００２０】
この重み係数を採用する理由は次のとおりである。すなわち、薬剤の各部位への残留状態は、時間と共に変化（通常は減少）する。ある部位の時刻ｔにおける薬剤残留量Ｒｔが、
Ｒｔ＝Ｃｔ×Ｒ０（Ｒ０：時刻ｔ＝０における薬剤残留量、Ｃｔ：薬剤残留率）、
によって表されるとすると、第１の測定時刻ｔ１におけるＲＩ線源の放射線強度がＮ１のとき、第２の測定時刻ｔ２における放射線強度Ｎ２は、
Ｎ２＝Ｃ２−１×［Ｎ１×ｅｘｐ（−λ×（ｔ２−ｔ１））］
ただし、Ｃ２−１はｔ１からｔ２までの間の薬剤残留率である、
と表される。これより、重み係数を
Ｗ２＝１／［Ｃ２−１×ｅｘｐ（−λ×（ｔ２−ｔ１））］
として、
Ｓｉ＝Ｅｉ−Ｗ２×Ｄｉ
とすれば、ＲＩ線源の放射線の減衰並びに被検体内の薬剤残留量を考慮した差分画像が得られると考えられる。この場合、薬剤が一定に留まっている部位の差分値は正値となり、薬剤が一定に留まっていない部位（腫瘍が存在せず、薬剤が時間経過と共に流出（減少）する部位）では差分値がゼロとなる。
【００２１】
好ましい実施例によれば、上記２種類の重み係数Ｗ１およびＷ２を診断状況に応じて切り換え可能となっている。この場合には、画像処理部３に、重み係数を切り換えるための切り換えスイッチが設けられる。この切り換えスイッチは、後述する重み係数変更部６に設けられる。
【００２２】
また、重み係数Ｗを可変定数とし、重み係数の値を任意に入力可能とすることもできる。重み係数の値の入力は、重み係数変更部６によってなされる。重み係数変更部６は、例えば、ダイヤルやスライダ等の入力デバイスを有している。こうして、重み係数Ｗを任意に変化させることによって、差分画像のディスプレイ表示をダイナミックに変化させ、関心領域の微小変化を容易に捉えることが可能となる。
【００２３】
画像処理部３で生成された差分画像をディスプレイ５に表示する画像表示部４がさらに備えられる。画像表示部４は、画像処理部３から出力された差分画像の各画素のうち、予め決定された閾値以上の画素値を有するものを強調してディスプレイ５に表示することができる。それによって、被検体内のＲＩ分布画像中において、ＲＩ線源を含む薬剤の集積が認められる部位と、集積が認められない部位との差異をより強調することができる。
【００２４】
また、予め収集され、ＲＩ線源を含む薬剤毎に、および症例毎（例えば、腫瘍の種類毎）にかつ症例の進行度毎に分類された差分画像のデータを含む、診断に必要なデータが登録されたデータベース７が備えられる。そして、画像処理部３は、差分画像を生成したとき、当該差分画像のデータに基づき、データベース７を検索することによって、該当する画像データが登録されているかどうかを調べ、ディスプレイ５上に、生成した差分画像とともに病変の有無および病変の進行度を表示する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の１実施例によるポジトロンＣＴ装置の概略構成を示す図であり、（Ａ）はブロック図であり、（Ｂ）は（Ａ）のリング型検出部の断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  リング型検出部
２  データ収集部
３  画像処理部
４  画像表示部
５  ディスプレイ
６  重み係数変更部
７  データベース
８  被検体
【図１】
2008298559.tif 000003