(57)【要約】【課題】ＰＥＴ画像と同じＦＯＶを持つ減弱マップを簡易かつ迅速に作成すること。【解決手段】仮ＣＴ画像作成部４４１が、減弱無補正ＰＥＴ画像再構成部４１によって再構成された減弱無補正ＰＥＴ画像の画素値であるＰＥＴ値を、ＣＴ画像の画素値であるＣＴ値に変換して仮ＣＴ画像を作成し、代替ＣＴ画像作成部４４２が、ＣＴ画像再構成部４２によって再構成されたＣＴ画像から、仮ＣＴ画像のＣＴ値に基づいて、代替ＣＴ画像を作成する。そして、加算ＣＴ画像作成部４４３は、仮ＣＴ画像と、代替ＣＴ画像との位置を合わせたうえで、仮ＣＴ画像を、代替ＣＴ画像に加算した加算ＣＴ画像を作成し、減弱マップ作成部４４４が、加算ＣＴ画像のＣＴ値から減弱マップを作成する。【選択図】        図２
2009047602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に投与された陽電子放出核種から放出されるガンマ線を検出して取得したデータであるガンマ線検出データを減弱補正する際に用いる減弱マップを、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置によって再構成される画像であるＣＴ画像から作成する陽電子放出コンピュータ断層撮影装置であって、
前記ガンマ線検出データを減弱補正することなく再構成した画像である減弱無補正画像の画素値を、前記ＣＴ画像の画素値であるＣＴ値に変換して仮ＣＴ画像を作成する仮ＣＴ画像作成手段と、
前記仮ＣＴ画像作成手段によって作成された前記仮ＣＴ画像と前記ＣＴ画像との位置を合わせたうえで、前記仮ＣＴ画像に前記ＣＴ画像を加算した加算ＣＴ画像を作成する加算ＣＴ画像作成手段と、
前記加算ＣＴ画像作成手段によって作成された前記加算ＣＴ画像の前記ＣＴ値から前記減弱マップを作成する減弱マップ作成手段と、
を備えたことを特徴とする陽電子放出コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】
前記仮ＣＴ画像作成手段は、前記減弱無補正画像の画素値が、所定の設定値以上である場合は、水に相当するＣＴ値に変換し、前記減弱無補正画像の画素値が、所定の設定値より小さい場合は、空気に相当するＣＴ値に変換することを特徴とする請求項１に記載の陽電子放出コンピュータ断層撮影装置（核医学診断装置）。
【請求項３】
前記ＣＴ画像の前記ＣＴ値が、所定の最大値を超過する超過ＣＴ値である場合に、前記仮ＣＴ画像作成手段によって作成された仮ＣＴ画像を構成する画素の中で、当該超過ＣＴ値を持つ画素と同位置にある画素のＣＴ値が水相当の値ならば、当該超過ＣＴ値を所定の代替値に変更し、当該超過ＣＴ値を持つ画素と同位置にある画素のＣＴ値が空気相当の値ならば、当該超過ＣＴ値を前記所定の最大値に変更して、前記ＣＴ画像から代替ＣＴ画像を作成する代替ＣＴ画像作成手段をさらに備え、
前記加算ＣＴ画像作成手段は、前記仮ＣＴ画像に、前記代替ＣＴ画像作成手段によって作成された前記代替ＣＴ画像を加算することを特徴とする請求項２に記載の陽電子放出コンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
被検体に投与された陽電子放出核種から放出されるガンマ線を検出して取得したガンマ線検出データを減弱補正する際に用いる減弱マップを、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置によって再構成される画像であるＣＴ画像から作成する減弱マップ作成装置であって、
前記ガンマ線検出データを減弱補正することなく再構成した画像である減弱無補正画像の画素値を、前記ＣＴ画像の画素値であるＣＴ値に変換して仮ＣＴ画像を作成する仮ＣＴ画像作成手段と、
前記仮ＣＴ画像作成手段によって作成された前記仮ＣＴ画像と前記ＣＴ画像との位置を合わせたうえで、前記仮ＣＴ画像に前記ＣＴ画像を加算した加算ＣＴ画像を作成する加算ＣＴ画像作成手段と、
前記加算ＣＴ画像作成手段によって作成された前記加算ＣＴ画像の前記ＣＴ値から前記減弱マップを作成する減弱マップ作成手段と、
を備えたことを特徴とする減弱マップ作成装置。
【請求項５】
被検体に投与された陽電子放出核種から放出されるガンマ線を検出して取得したガンマ線検出データを減弱補正する際に用いる減弱マップを、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置によって再構成される画像であるＣＴ画像から作成する減弱マップ作成方法をコンピュータに実行させる減弱マップ作成プログラムであって、
前記ガンマ線検出データを減弱補正することなく再構成した画像である減弱無補正画像の画素値を、前記ＣＴ画像の画素値であるＣＴ値に変換して仮ＣＴ画像を作成する仮ＣＴ画像作成手順と、
前記仮ＣＴ画像作成手順によって作成された前記仮ＣＴ画像と前記ＣＴ画像との位置を合わせたうえで、前記仮ＣＴ画像に前記ＣＴ画像を加算した加算ＣＴ画像を作成する加算ＣＴ画像作成手順と、
前記加算ＣＴ画像作成手順によって作成された前記加算ＣＴ画像の前記ＣＴ値から前記減弱マップを作成する減弱マップ作成手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする減弱マップ作成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、陽電子放出コンピュータ断層撮影装置、減弱マップ作成装置および減弱マップ作成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、放射線を利用した放射線診断装置として、陽電子放出コンピュータ断層撮影（ＰＥＴ；Ｐｏｓｉｔｒｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置や、Ｘ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ；Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置などが知られている。これら放射線診断装置は、それぞれの特性に基づく画像を提供することで、今日の医療において必要不可欠な医用画像診断を可能にしている。
【０００３】
ＰＥＴ装置は、核医学診断装置の１つであり、人体内組織の詳細な機能情報を画像として提供するものである。具体的には、ＰＥＴ装置は、被検体に陽電子放出核種で標識された薬剤を投与し、投与された薬剤から放出された陽電子が電子と結合し消滅する際に、ほぼ反対方向に放出する５１１ｋｅＶの一対のガンマ線を、例えば、被検体の周囲に配置したリング状の検出器によって同時検出する。そして、同時検出したガンマ線のデータを演算処理することにより、リング状の検出器が位置している面（断層面）において、投与された薬剤を取り込んだ人体組織の分布を示す画像（以下、ＰＥＴ画像）の再構成を行なう。例えば、陽電子放出核種である「18Ｆ（フッ素）」で標識された18Ｆ標識デオキシグルコース（以下、ＦＤＧ）は、糖代謝機能が亢進している癌細胞に効率よく取り込まれる。従って、ＰＥＴ装置は、ＦＤＧを被検体に投与した後に、当該被検体を撮影することにより、当該被検体の人体組織内において、糖代謝機能が亢進している癌腫瘍組織の分布を、再構成したＰＥＴ画像によって提供することができる。
【０００４】
しかし、ＰＥＴ画像は、陽電子放出核種の集積および分布の状態を表わすのみであるため、それが人体内組織のどこに存在するかといった詳細な形態的情報については、必ずしも明確でない。また、被検体の体内で放出されたガンマ線は、体外で検出されるまでの間に、体内で吸収されて減弱しているため、検出したガンマ線のデータをそのまま用いてＰＥＴ画像を再構成しても、正確な分布を示す画像とならない。そのため、ＰＥＴ画像を再構成する際には、その前処理として、検出したガンマ線のデータを減弱補正する必要がある。
【０００５】
そこで、近年、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とを一体化させたＰＥＴ−ＣＴ装置が普及している。ＰＥＴ−ＣＴ装置では、Ｘ線ＣＴ装置で再構成された画像（以下、ＣＴ画像）を随時、ＰＥＴ装置で得られたデータの減弱補正に用いることで、信頼性の高いＰＥＴ画像を取得し、検査時間を短縮するとともに、ＰＥＴ画像と形態的情報を示す画像であるＣＴ画像とに基づいた精度の高い医用画像診断を実現している。以下、これについて詳細に説明する。
【０００６】
Ｘ線ＣＴ装置は、透過型ＣＴ装置の１つであり、人体内組織の詳細な形態的情報を提供するものである。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置は、被検体外に設置したＸ線の線源および検出器を、例えば、被検体の体軸を軸に一対で回転させて、多方向からＸ線を被検体に照射し、体内を透過した際に吸収されて減弱したＸ線の強度を各方向において測定する。そして、検出器によって得られたＸ線強度分布を演算処理することにより、Ｘ線を照射した面（断層面）での被検体内における人体内組織の形態的情報を示すＣＴ画像の再構成を行なう。すなわち、Ｘ線ＣＴ装置は、骨、臓器、空気などのＸ線透過の差から生じるＸ線強度分布を検出することで、被検体の人体組織内における形態情報を、再構成したＣＴ画像によって提供することができる。
【０００７】
従って、ＰＥＴ装置によって再構成されるＰＥＴ画像と、Ｘ線ＣＴ装置によって再構成されるＣＴ画像とを同一断面層において取得することにより、ＰＥＴ画像で取得される機能情報に、ＣＴ画像で取得される形態的情報を組み合わせることができ、より精度の高い医用画像診断が可能になる。
【０００８】
また、Ｘ線ＣＴ装置は、検出器によって得られたＸ線強度からＣＴ値を算出し、算出したＣＴ値を用いてＣＴ画像を再構成するが、ＣＴ値は、被検体を透過したＸ線の強度（フォトンエネルギー）に応じて、Ｘ線に対する「水」の減弱係数と「空気」の減弱係数とを基準にして算出される数値であり、スキャン対象部位の減弱係数に相当する。すなわち、ＣＴ画像は、該当する断層面におけるＸ線のフォトンエネルギーに対応する減弱係数の分布を表す減弱マップでもある。なお、減弱係数とは、吸収係数とも呼ばれ、Ｘ線やガンマ線などのフォトンが、ある物質を透過した際に減弱される度合いを定量的に表すものであり、照射されるフォトンのエネルギーや物質の原子番号などで決定される。すなわち、減弱係数（吸収係数）は、フォトンエネルギーに依存して決定される、物質ごとのフォトン反応断面積（反応確率）である。
【０００９】
従って、「Ｘ線のフォトンエネルギーに対応する減弱マップ」を、ガンマ線のフォトンエネルギーに対応するようにスケーリングすることで、検出したガンマ線データの減弱補正を行なうための減弱マップを作成することができる。
【００１０】
しかしながら、Ｘ線ＣＴ装置によって撮像される断面層の有効視野（Ｆｉｅｌｄ  Ｏｆ  Ｖｉｅｗ；ＦＯＶ）は、ＰＥＴ装置によって撮像される断面層のＦＯＶより小さい。このため、ＰＥＴ画像においてＣＴ画像からはみ出している部分（以下、はみ出し部）には、減弱補正に用いられるＣＴ値が存在しないために、はみ出し部の減弱マップが作成できないという問題点があった。特に、はみ出し部に被検体の人体が存在する場合は、はみ出し部におけるＰＥＴ画像の画質が低下してしまうという問題点があった。
【００１１】
そこで、特許文献１では、透過型ＣＴ装置によって撮像される断面層のＦＯＶを計算によって拡大し、拡大したＣＴ画像を用いることで、はみ出し部の減弱マップを作成する技術が開示されている。具体的には、透過型ＣＴ装置によって得られたデータそれぞれを複数回の補正処理を行なうことにより、ＦＯＶを拡大したＣＴ画像を推定するものである。
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−３１２０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、上記した従来の技術は、処理が複雑であり、計算結果が得られるまでに時間がかかることから、ＰＥＴ画像と同じＦＯＶを持つ減弱マップを簡易かつ迅速に作成できないという問題点があった。
【００１４】
そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、ＰＥＴ画像と同じＦＯＶを持つ減弱マップを簡易かつ迅速に作成することが可能になる陽電子放出コンピュータ断層撮影装置、減弱マップ作成装置および減弱マップ作成プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、被検体に投与された陽電子放出核種から放出されるガンマ線を検出して取得したデータであるガンマ線検出データを減弱補正する際に用いる減弱マップを、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置によって再構成される画像であるＣＴ画像から作成する陽電子放出コンピュータ断層撮影装置であって、前記ガンマ線検出データを減弱補正することなく再構成した画像である減弱無補正画像の画素値を、前記ＣＴ画像の画素値であるＣＴ値に変換して仮ＣＴ画像を作成する仮ＣＴ画像作成手段と、前記仮ＣＴ画像作成手段によって作成された前記仮ＣＴ画像と前記ＣＴ画像との位置を合わせたうえで、前記仮ＣＴ画像に前記ＣＴ画像を加算した加算ＣＴ画像を作成する加算ＣＴ画像作成手段と、前記加算ＣＴ画像作成手段によって作成された前記加算ＣＴ画像の前記ＣＴ値から前記減弱マップを作成する減弱マップ作成手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４記載の本発明は、被検体に投与された陽電子放出核種から放出されるガンマ線を検出して取得したガンマ線検出データを減弱補正する際に用いる減弱マップを、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置によって再構成される画像であるＣＴ画像から作成する減弱マップ作成装置であって、前記ガンマ線検出データを減弱補正することなく再構成した画像である減弱無補正画像の画素値を、前記ＣＴ画像の画素値であるＣＴ値に変換して仮ＣＴ画像を作成する仮ＣＴ画像作成手段と、前記仮ＣＴ画像作成手段によって作成された前記仮ＣＴ画像と前記ＣＴ画像との位置を合わせたうえで、前記仮ＣＴ画像に前記ＣＴ画像を加算した加算ＣＴ画像を作成する加算ＣＴ画像作成手段と、前記加算ＣＴ画像作成手段によって作成された前記加算ＣＴ画像の前記ＣＴ値から前記減弱マップを作成する減弱マップ作成手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５記載の本発明は、被検体に投与された陽電子放出核種から放出されるガンマ線を検出して取得したガンマ線検出データを減弱補正する際に用いる減弱マップを、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置によって再構成される画像であるＣＴ画像から作成する減弱マップ作成方法をコンピュータに実行させる減弱マップ作成プログラムであって、
前記ガンマ線検出データを減弱補正することなく再構成した画像である減弱無補正画像の画素値を、前記ＣＴ画像の画素値であるＣＴ値に変換して仮ＣＴ画像を作成する仮ＣＴ画像作成手順と、前記仮ＣＴ画像作成手順によって作成された前記仮ＣＴ画像と前記ＣＴ画像との位置を合わせたうえで、前記仮ＣＴ画像に前記ＣＴ画像を加算した加算ＣＴ画像を作成する加算ＣＴ画像作成手順と、前記加算ＣＴ画像作成手順によって作成された前記加算ＣＴ画像の前記ＣＴ値から前記減弱マップを作成する減弱マップ作成手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１、４または５記載の本発明によれば、ＰＥＴ画像と同じＦＯＶを持つ減弱マップを簡易かつ迅速に作成することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る陽電子放出コンピュータ断層撮影装置、減弱マップ作成装置および減弱マップ作成プログラムの好適な実施例を詳細に説明する。なお、本実施例では、本発明を陽電子放出コンピュータ断層撮影装置（ＰＥＴ装置）とＸ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）とを一体化させたＰＥＴ−ＣＴ装置に適用した場合について説明する。
【実施例】
【００２０】
まず、本実施例におけるＰＥＴ―ＣＴ装置の構成について説明する。図１は、本実施例におけるＰＥＴ―ＣＴ装置の構成を説明するための図である。図１に示すように、このＰＥＴ―ＣＴ装置は、ＰＥＴスキャナ１と、Ｘ線ＣＴスキャナ２と、寝台３と、データ処理装置４と、入出力装置５とから構成される。
【００２１】
ＰＥＴスキャナ１は、ガンマ線を検出するリング状のガンマ線検出器を備え、患者の人体組織内に取り込まれた陽電子放出核種で標識された薬剤から逐次放出される一対のガンマ線を、所定のモニタリング期間においてガンマ線検出器によって検出する。そして、検出したガンマ線のカウント値に基づく投影データを、ガンマ線検出器におけるガンマ線検出位置およびガンマ線入射方向に対応付けて生成して収集する。
【００２２】
Ｘ線ＣＴスキャナ２は、Ｘ線を発生するＸ線発生装置とＸ線を検出するＸ線検出器とを備え、Ｘ線発生装置により発生したＸ線を患者に照射し、当該患者を透過したＸ線をＸ線検出器により検出する。具体的には、Ｘ線ＣＴスキャナ２は、Ｘ線発生装置とＸ線検出器とを、患者の体軸を軸に一対で回転させて、多方向からＸ線を被検体に照射し、体内を透過した際に吸収されて減弱したＸ線の強度を各方向において検出する。そして、検出したＸ線の投影データを、Ｘ線検出器におけるＸ線検出位置に対応付けて生成して収集する。
【００２３】
寝台３は、患者を載せるベッドである。データ処理装置４は、ＰＥＴスキャナ１およびＸ線ＣＴスキャナ２によってそれぞれ生成され収集された投影データを処理してＰＥＴ画像およびＣＴ画像を再構成する。入出力装置５は、ユーザがＰＥＴ―ＣＴ装置への指示を入力するためのボタン、キーボードや、データ処理装置４によって再構成されたＰＥＴ画像およびＣＴ画像を出力して表示するためのモニタなどを有する。
【００２４】
なお、本実施例におけるＰＥＴ―ＣＴ装置は、ＰＥＴスキャナ１と、Ｘ線ＣＴスキャナ２とが、図１において左から右に移動することで、最初にＸ線の投影データを収集し、次いでガンマ線のカウント値に基づく投影データを収集するものとする。
【００２５】
ここで、本実施例におけるＰＥＴ―ＣＴ装置を構成するデータ処理装置４は、ＰＥＴスキャナ１が収集したガンマ線の投影データを減弱補正する際に用いる減弱マップを、Ｘ線ＣＴスキャナ２が収集したＸ線の投影データによって再構成されるＣＴ画像から作成するが、ＰＥＴ画像のＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ  Ｏｆ  Ｖｉｅｗ；ＦＯＶ）と同じＦＯＶを持つ減弱マップを簡易かつ迅速に作成することに主たる特徴がある。
【００２６】
以下、この主たる特徴について、図２〜７を用いて説明する。なお、図２は、データ処理装置の構成を示す機能ブロック図であり、図３は、設定値記憶部を説明するための図であり、図４は、仮ＣＴ画像作成部を説明するための図であり、図５は、代替ＣＴ画像作成部を説明するための図であり、図６は、加算ＣＴ画像作成部を説明するための図であり、図７は、本実施例において作成される加算ＣＴ画像の一例を説明するための図である。
【００２７】
図２に示すように、本実施例におけるＰＥＴ―ＣＴ装置を構成するデータ処理装置４は、減弱無補正ＰＥＴ画像再構成部４１と、ＣＴ画像再構成部４２と、設定値記憶部４３と、補正処理部４４とから構成される。
【００２８】
ＣＴ画像再構成部４２は、Ｘ線ＣＴスキャナ２が収集したＸ線の投影データを受け取り処理することで、ＣＴ画像を再構成する。
【００２９】
減弱無補正ＰＥＴ画像再構成部４１は、ＰＥＴスキャナ１が収集したガンマ線の投影データを受け取り、これを減弱補正することなく処理することで、減弱無補正ＰＥＴ画像を再構成する。
【００３０】
設定値記憶部４３は、ユーザが入出力装置５を介して入力した各種設定値を記憶する。例えば、図３に示すように、「ＰＥＴ値閾値（Ｘ）」として「０」を記憶し、「水ＣＴ値」として「０」を、「空気ＣＴ値」として「−１０００」を記憶し、「最大設定値（Ｙ）」として「３００」を記憶し、「代替設定値（Ｚ）」として「０」を記憶する。なお、これら各種設定値ついては、後に詳述する。
【００３１】
補正処理部４４は、ＣＴ画像再構成部４２が再構成したＣＴ画像と、減弱無補正ＰＥＴ画像再構成部４１が再構成した減弱無補正ＰＥＴ画像とを用いて減弱マップを作成し、作成した減弱マップを用いて減弱補正処理を行なった減弱補正ＰＥＴ画像を再構成するものであり、図２に示すように、仮ＣＴ画像作成部４４１と、代替ＣＴ画像作成部４４２と、加算ＣＴ画像作成部４４３と、減弱マップ作成部４４４と、減弱補正ＰＥＴ画像再構成部４４５とを備える。
【００３２】
仮ＣＴ画像作成部４４１は、減弱無補正ＰＥＴ画像再構成部４１が再構成した減弱無補正ＰＥＴ画像の画素値であるＰＥＴ値（単位：Ｂｑ／ｍｌ）を、ＣＴ画像の画素値であるＣＴ値（単位：Ｈｏｕｎｓｆｉｅｌｄ  Ｕｎｉｔ）に変換して仮ＣＴ画像を作成する。具体的には、図４に示すように、仮ＣＴ画像作成部４４１は、図３に示す設定値記憶部４３が記憶する各種設定値を参照して、減弱無補正ＰＥＴ画像の「ＰＥＴ値：Ｐ」が、「ＰＥＴ値閾値（Ｘ）＝０」以上の値である場合は、水に相当するＣＴ値である「水ＣＴ値＝０」に変換し、減弱無補正ＰＥＴ画像の「ＰＥＴ値：Ｐ」が、「ＰＥＴ値閾値（Ｘ）＝０」より小さい場合は、空気に相当するＣＴ値である「空気ＣＴ値＝−１０００」に変換して仮ＣＴ画像を作成する。
【００３３】
すなわち、減弱無補正ＰＥＴ画像において、「ＰＥＴ値：Ｐ」が「０」以上の値である画素の部分を、陽電子放出核種で標識された薬剤が取り込まれている体内に相当するとみなして、体内の主成分である水に相当する「水ＣＴ値＝０」を、仮ＣＴ画像のＣＴ値「ＣＴ」として与える。また、「ＰＥＴ値：Ｐ」が「０」より小さい値である画素の部分を、陽電子放出核種で標識された薬剤が取り込まれていない体外とみなして、空気に相当する「空気ＣＴ値＝−１０００」を、仮ＣＴ画像のＣＴ値「ＣＴ」として与える。
【００３４】
なお、本実施例では、「ＰＥＴ値閾値（Ｘ）」として「０」を設定する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＰＥＴスキャナ１における測定誤差や統計誤差を考慮して、許容範囲を加味した「ＰＥＴ値閾値（Ｘ）」を設定する場合であってもよい（例えば、「ＰＥＴ値閾値（Ｘ）＝０±０．０１」など）。
【００３５】
代替ＣＴ画像作成部４４２は、ＣＴ画像再構成部４２が再構成したＣＴ画像から代替ＣＴ画像を作成する。ここで、患者が金属などを装着していると（例えば、歯のインプラントなど）、その周辺部でＣＴ画像におけるＣＴ値が骨に相当する値より高い値となってしまったり（金属アーチファクト）、患者の体の一部がＸ線ＣＴスキャナ２のＦＯＶをはみ出していると、その周辺部でＣＴ画像におけるＣＴ値が骨に相当する値より高い値となってしまったり（はみ出しアーチファクト）することが知られている。
【００３６】
そこで、代替ＣＴ画像作成部４４２は、ＣＴ画像再構成部４２が再構成したＣＴ画像のＣＴ値「Ｃ」が、設定値記憶部４３が記憶する「最大設定値（Ｙ）＝３００」以上の値であり、かつ、仮ＣＴ画像作成部４４１が作成した仮ＣＴ画像を構成する画素の中で、当該ＣＴ値「Ｃ」を持つ画素と同位置にある画素のＣＴ値「ＣＴ」が「水ＣＴ値＝０」ならば、当該ＣＴ値「Ｃ」を設定値記憶部４３が記憶する「代替設定値（Ｚ）＝０」に変更する（図５の（１）参照）。すなわち、代替ＣＴ画像作成部４４２は、ＣＴ値「Ｃ」が、「最大設定値（Ｙ）＝３００」以上の値を示していても、仮ＣＴ画像において該当する画素のＣＴ値「ＣＴ」が水に相当する「０」ならば、患者の体内であるにもかかわらず、アーチファクトによって高いＣＴ値「Ｃ」となっているとみなして、体内の主成分である水に相当する「代替設定値（Ｚ）＝０」に変換する。
【００３７】
また、代替ＣＴ画像作成部４４２は、ＣＴ画像再構成部４２が再構成したＣＴ画像のＣＴ値「Ｃ」が、設定値記憶部４３が記憶する「最大設定値（Ｙ）＝３００」以上の値であり、かつ、仮ＣＴ画像作成部４４１が作成した仮ＣＴ画像を構成する画素の中で、当該ＣＴ値「Ｃ」を持つ画素と同位置にある画素のＣＴ値「ＣＴ」が「空気ＣＴ値＝−１０００」ならば、当該ＣＴ値「Ｃ」を「最大設定値（Ｙ）＝３００」に変更する（図５の（２）参照）。すなわち、代替ＣＴ画像作成部４４２は、ＣＴ値「Ｃ」が、「最大設定値（Ｙ）＝３００」以上の値を示していても、ＣＴ値「ＣＴ」が空気に相当する「−１０００」ならば、被検体に投与された薬剤が存在しない部分、すなわち、薬剤を代謝する機能がない部分である人体外（空気）にある金属とみなし、減弱マップの作成に悪影響を及ぼさない値としてユーザが設定した「最大設定値（Ｙ）＝３００」に変換する。
【００３８】
また、代替ＣＴ画像作成部４４２は、ＣＴ画像再構成部４２が再構成したＣＴ画像のＣＴ値「Ｃ」が、設定値記憶部４３が記憶する「最大設定値（Ｙ）＝３００」より小さい場合は、当該ＣＴ値「Ｃ」をそのまま採用する（図５の（３）参照）。
【００３９】
なお、本実施例では、「最大設定値（Ｙ）」として「３００」を設定する場合について説明したが、「最大設定値（Ｙ）」は、減弱マップの作成に悪影響を及ぼさない値であればよく、通常は、「２００〜４００」の範囲にある値を設定することが妥当と考えられる。
【００４０】
加算ＣＴ画像作成部４４３は、仮ＣＴ画像作成部４４１によって作成された仮ＣＴ画像と、代替ＣＴ画像作成部４４２によって作成された代替ＣＴ画像との位置を合わせたうえで、仮ＣＴ画像に代替ＣＴ画像を加算した加算ＣＴ画像を作成する。すなわち、図６に示すように、仮ＣＴ画像に撮影されている領域の中で、代替ＣＴ画像に撮像されている領域である「ＦＯＶ（ＣＴ）領域」からはみ出している領域である「ＦＯＶ（ＣＴ）外領域」においては、仮ＣＴ画像のＣＴ値を持ち、「ＦＯＶ（ＣＴ）領域」においては、仮ＣＴ画像のＣＴ値と代替ＣＴ画像のＣＴ値とを加算したＣＴ値を持つ加算ＣＴ画像を作成する。
【００４１】
例えば、加算ＣＴ画像作成部４４３は、図７に示すように、仮ＣＴ画像作成部４４１によって減弱無補正ＰＥＴ画像から作成された仮ＣＴ画像の「ＦＯＶ（ＣＴ）外領域」においては、仮ＣＴ画像のＣＴ値を持ち、「ＦＯＶ（ＣＴ）領域」においては、仮ＣＴ画像のＣＴ値と代替ＣＴ画像作成部４４２によってＣＴ画像から作成された代替ＣＴ画像のＣＴ値とを加算したＣＴ値を持つ加算ＣＴ画像を作成する。これにより、減弱無補正ＰＥＴ画像のＦＯＶと同じＦＯＶを持つ加算ＣＴ画像を作成することができる。また、代替ＣＴ画像作成部４４２の処理によって、図７に示すＣＴ画像における「はみ出しアーチファクト」を補正した加算ＣＴ画像を作成することができる。なお、図７は、減弱無補正ＰＥＴ画像（および仮ＣＴ画像）のＦＯＶが直径６８３ｍｍであり、ＣＴ画像（および代替ＣＴ画像）のＦＯＶが直径５００ｍｍである場合に作成される加算ＣＴ画像の一例を説明するための図である。
【００４２】
なお、加算ＣＴ画像作成部４４３は、仮ＣＴ画像における「ＦＯＶ（ＣＴ）外領域」と、代替ＣＴ画像との加算境界領域におけるＣＴ値が不連続的に急激に変化することを避けるために、連続的になだらかな値となるように補正処理を行なってもよい。
【００４３】
減弱マップ作成部４４４は、加算ＣＴ画像作成部４４３によって作成された加算ＣＴ画像のＣＴ値から減弱マップを作成する。すなわち、「Ｘ線のフォトンエネルギーに対応する減弱マップ」である加算ＣＴ画像のＣＴ値から、ガンマ線のフォトンエネルギーに対応するようにスケーリングすることで、ＰＥＴスキャナ１が収集したガンマ線の投影データの減弱補正を行なうための減弱マップを作成する。
【００４４】
減弱補正ＰＥＴ画像再構成部４４５は、ＰＥＴスキャナ１が収集したガンマ線の投影データを、減弱マップ作成部４４４によって作成された減弱マップを用いて補正し、補正したガンマ線の投影データから、減弱補正済みのＰＥＴ画像を再構成する。
【００４５】
このようなことから、本実施例におけるＰＥＴ―ＣＴ装置を構成するデータ処理装置４は、ＣＴ画像のＦＯＶを複雑な計算処理によって拡げることなく、上記した主たる特徴の通り、ＰＥＴ画像のＦＯＶと同じＦＯＶを持つ減弱マップを簡易かつ迅速に作成することが可能になる。
【００４６】
次に、図８を用いて、本実施例におけるＰＥＴ−ＣＴ装置の減弱補正ＰＥＴ画像再構成処理について説明する。図８は、本実施例におけるＰＥＴ−ＣＴ装置の減弱補正ＰＥＴ画像再構成処理を説明するための図である。
【００４７】
図８に示すように、本実施例におけるＰＥＴ−ＣＴ装置は、再構成されたＣＴ画像に対応する断面の減弱無補正ＰＥＴ画像が再構成されると（ステップＳ８０１肯定）、仮ＣＴ画像作成部４４１は、減弱無補正ＰＥＴ画像から仮ＣＴ画像を作成する（ステップＳ８０２）。
【００４８】
すなわち、本実施例におけるＰＥＴ−ＣＴ装置においては、最初に、Ｘ線ＣＴスキャナ２によるＸ線の投影データが収集され、次いで、ＰＥＴスキャナ１によるガンマ線の投影データが収集される。ＣＴ画像再構成部４２は、Ｘ線ＣＴスキャナ２が収集したＸ線の投影データから、随時ＣＴ画像を再構成しており、仮ＣＴ画像作成部４４１は、ＣＴ画像再構成部４２によって再構成されたＣＴ画像に対応する断面の減弱無補正ＰＥＴ画像が減弱無補正ＰＥＴ画像再構成部４１によって再構成されるごとに、当該減弱無補正ＰＥＴ画像から仮ＣＴ画像を作成する。
【００４９】
具体的には、図４に示すように、仮ＣＴ画像作成部４４１は、図３に示す設定値記憶部４３が記憶する各種設定値を参照して、減弱無補正ＰＥＴ画像の「ＰＥＴ値：Ｐ」が、「ＰＥＴ値閾値（Ｘ）＝０」以上の値である場合は、水に相当するＣＴ値である「水ＣＴ値＝０」に変換し、減弱無補正ＰＥＴ画像の「ＰＥＴ値：Ｐ」が、「ＰＥＴ値閾値（Ｘ）＝０」より小さい場合は、空気に相当するＣＴ値である「空気ＣＴ値＝−１０００」に変換して仮ＣＴ画像を作成する。
【００５０】
そして、代替ＣＴ画像作成部４４２は、ＣＴ画像再構成部４２が再構成したＣＴ画像から代替ＣＴ画像を作成する（ステップＳ８０３）。具体的には、代替ＣＴ画像作成部４４２は、ＣＴ画像のＣＴ値「Ｃ」が、設定値記憶部４３が記憶する「最大設定値（Ｙ）＝３００」以上の値であり、かつ、仮ＣＴ画像作成部４４１が作成した仮ＣＴ画像を構成する画素の中で、当該ＣＴ値「Ｃ」を持つ画素と同位置にある画素のＣＴ値「ＣＴ」が「水ＣＴ値＝０」ならば、当該ＣＴ値「Ｃ」を「代替設定値（Ｚ）＝０」に変更する（図５の（１）参照）。また、代替ＣＴ画像作成部４４２は、ＣＴ画像のＣＴ値「Ｃ」が、「最大設定値（Ｙ）＝３００」以上の値であり、かつ、仮ＣＴ画像を構成する画素の中で、当該ＣＴ値「Ｃ」を持つ画素と同位置にある画素のＣＴ値「ＣＴ」が「空気ＣＴ値＝−１０００」ならば、当該ＣＴ値「Ｃ」を「最大設定値（Ｙ）＝３００」に変更する（図５の（２）参照）。また、代替ＣＴ画像作成部４４２は、ＣＴ画像のＣＴ値「Ｃ」が、「最大設定値（Ｙ）＝３００」より小さい場合は、当該ＣＴ値「Ｃ」をそのまま採用する（図５の（３）参照）。
【００５１】
そののち、加算ＣＴ画像作成部４４３は、仮ＣＴ画像作成部４４１によって作成された仮ＣＴ画像と、代替ＣＴ画像作成部４４２によって作成された代替ＣＴ画像との位置を合わせたうえで、仮ＣＴ画像を、代替ＣＴ画像に加算した加算ＣＴ画像を作成する（ステップＳ８０４、図６参照）。
【００５２】
さらに、減弱マップ作成部４４４は、加算ＣＴ画像作成部４４３によって作成された加算ＣＴ画像のＣＴ値から減弱マップを作成し（ステップＳ８０５）、減弱補正ＰＥＴ画像再構成部４４５は、ＰＥＴスキャナ１が収集したガンマ線の投影データを、減弱マップ作成部４４４によって作成された減弱マップを用いて補正し、補正したガンマ線の投影データから、減弱補正済みのＰＥＴ画像を再構成し（ステップＳ８０６）、処理を終了する。
【００５３】
なお、本実施例では、ＰＥＴスキャナ１によるガンマ線の投影データから減弱無補正ＰＥＴ画像が再構成されるごとに、対応する断面のＣＴ画像を用いて減弱マップを作成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＰＥＴスキャナ１によるガンマ線の投影データからすべての減弱無補正ＰＥＴ画像が再構成されたのちに、対応する断面のＣＴ画像それぞれを用いて減弱マップを一括して作成する場合であってもよい。
【００５４】
上述してきたように、本実施例では、仮ＣＴ画像作成部４４１が、減弱無補正ＰＥＴ画像再構成部４１によって再構成された減弱無補正ＰＥＴ画像の画素値であるＰＥＴ値を、ＣＴ画像の画素値であるＣＴ値に変換して仮ＣＴ画像を作成し、代替ＣＴ画像作成部４４２が、ＣＴ画像再構成部４２によって再構成されたＣＴ画像から、仮ＣＴ画像作成部４４１が作成した仮ＣＴ画像のＣＴ値に基づいて、代替ＣＴ画像を作成する。そして、加算ＣＴ画像作成部４４３は、仮ＣＴ画像作成部４４１によって作成された仮ＣＴ画像と、代替ＣＴ画像作成部４４２によって作成された代替ＣＴ画像との位置を合わせたうえで、仮ＣＴ画像を、代替ＣＴ画像に加算した加算ＣＴ画像を作成し、減弱マップ作成部４４４が、加算ＣＴ画像作成部４４３によって作成された加算ＣＴ画像のＣＴ値から減弱マップを作成する。
【００５５】
従って、ＰＥＴ画像のＦＯＶにおいてＣＴ画像のＦＯＶからはみ出している部分（はみ出し部）に関しては、ＰＥＴ画像のＰＥＴ値から推定されるＣＴ値に変換することで、ＣＴ画像のＦＯＶを複雑な計算処理によって拡げることなく、ＰＥＴ画像と同じＦＯＶを持つ減弱マップを簡易かつ迅速に作成することが可能になる。
【００５６】
また、作成された減弱マップを用いることで、再構成されるＰＥＴ画像におけるはみ出し部の画質の精度低下を回避することが可能になる。また、はみ出し部ができないように披検体に指示をして体勢を変えてもらうといったことをする必要がなくなり、被検体の負担を軽減することが可能になる。
【００５７】
また、アーチファクトによってＣＴ画像に高いＣＴ値があるために減弱マップ上の減弱係数が高く計算され、これによって再構成されるＰＥＴ画像の画質精度が低下する危険性を、代替ＣＴ画像を作成することで回避することができ、ＰＥＴ画像の画質の精度を保つことが可能になる。
【００５８】
なお、本実施例では、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とを一体化させたＰＥＴ―ＣＴ装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが別々に設置され、Ｘ線ＣＴ装置によって再構成されたＣＴ画像を減弱補正に用いるＰＥＴ装置にも同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明に係る陽電子放出コンピュータ断層撮影装置、減弱マップ作成装置および減弱マップ作成プログラムは、ＣＴ画像を減弱補正に用いるＰＥＴ―ＣＴ装置やＰＥＴ装置に有用であり、特に、ＰＥＴ画像と同じＦＯＶを持つ減弱マップを簡易かつ迅速に作成することが可能になることに適する。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本実施例におけるＰＥＴ―ＣＴ装置の構成を説明するための図である。
【図２】データ処理装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】設定値記憶部を説明するための図である。
【図４】仮ＣＴ画像作成部を説明するための図である。
【図５】代替ＣＴ画像作成部を説明するための図である。
【図６】加算ＣＴ画像作成部を説明するための図である。
【図７】本実施例において作成される加算ＣＴ画像の一例を説明するための図である。
【図８】本実施例におけるＰＥＴ−ＣＴ装置の減弱補正ＰＥＴ画像再構成処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    ＰＥＴスキャナ
２    Ｘ線ＣＴスキャナ
３    寝台
４    データ処理装置
４１  減弱無補正ＰＥＴ画像再構成部
４２  ＣＴ画像再構成部
４３  設定値記憶部
４４  補正処理部
４４１  仮ＣＴ画像作成部
４４２  代替ＣＴ画像作成部
４４３  加算ＣＴ画像作成部
４４４  減弱マップ作成部
４４５  減弱補正ＰＥＴ画像再構成部
５    入出力装置
【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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