医療用データ処理装置およびそれを備えた放射線断層撮影装置
【課題】断層画像に写り込む非病巣集積部の影響を除き、正確な診断がしやすい画像を取得できる医療用データ処理装置を提供する。
【解決手段】本発明の構成によれば、ＣＴ画像Ｐ１に写り込んだ被検体の構造物を抽出し、被検体内の放射性薬剤の分布がイメージングされたＰＥＴ画像Ｐ２を抽出部分とそれ以外に分離する分離部１２を備えている。そして、本発明の構成は、分離された画像の部分に対して輝度補正が施される構成となっている。このように本発明においては、ＰＥＴ画像Ｐ２にトリミング処理を施して、輝度補正をするようにしているので、被検体の関心部位における薬剤分布を鮮明に知ることができる。
【解決手段】本発明の構成によれば、ＣＴ画像Ｐ１に写り込んだ被検体の構造物を抽出し、被検体内の放射性薬剤の分布がイメージングされたＰＥＴ画像Ｐ２を抽出部分とそれ以外に分離する分離部１２を備えている。そして、本発明の構成は、分離された画像の部分に対して輝度補正が施される構成となっている。このように本発明においては、ＰＥＴ画像Ｐ２にトリミング処理を施して、輝度補正をするようにしているので、被検体の関心部位における薬剤分布を鮮明に知ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性薬剤がイメージングされた断層画像に処理を施す医療用データ処理装置およびそれを備えた放射線断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療機関には、放射線で被検体の断層像を撮影する放射線断層撮影装置が備えられている。このような放射線断層撮影装置として、例えば被検体内の放射性薬剤の分布をイメージングするＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置がある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ＰＥＴ装置で撮影される断層画像は、被検体をある平面で裁断したときの画像となっており、輝度によって放射性薬剤の濃度が表されている。断層画像において、放射性薬剤が多く集まっている部分は、ガンなどの病巣である可能性がある。
【０００４】
一方、放射性薬剤は、病巣でなくても膀胱や脳などに集積する特性を有している。したがって、断層画像は、病巣と疑われる塊と、膀胱などの特定の器官とが放射性薬剤集積部として一緒に写り込んだ画像となっている。病巣でない集積部分を正常集積または生理集積と呼ぶ。このような集積部分をまとめて非病巣集積部と呼ぶことにする。術者が断層画像を用いて診断を行うときは、断層画像における非病巣集積部以外の部分から病巣を探し出すような診断を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７７５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来構成によれば、次のような問題点がある。
すなわち、術者が断層画像を用いて診断を行う場合に、画像における非病巣集積部が病巣の発見の妨げとなってしまう。
【０００７】
断層画像に写り込んでいる病巣の輝度は、それほど高いものではないのが一般的である。したがって、断層画像には、非病巣集積部が病巣よりも目立って写り込んでいる場合も少なくない。この様な画像を用いて正確に診断を行うことは困難である。
【０００８】
また、病巣が非病巣集積部に隣接して存在している場合、もはや病巣と非病巣集積部の境目を認識することはできない。したがって、このような病巣は、術者の診断で看過される可能性が高い。
【０００９】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、断層画像に写り込む非病巣集積部の影響を除き、正確な診断がしやすい画像を取得できる医療用データ処理装置およびそれを備えた放射線断層撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る医療用データ処理装置は、被検体内に放射線を透過させることにより被検体内の形態がイメージングされた透過画像に写り込んだ被検体の構造物を抽出する抽出手段と、被検体内の放射性薬剤の分布がイメージングされた薬剤分布画像を抽出手段により抽出された部分とそれ以外の部分とに分離する分離手段と、分離手段によって分離された部分に対し輝度補正を施す輝度補正手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
［作用・効果］本発明の構成によれば、透過画像に写り込んだ被検体の構造物を抽出し、被検体内の放射性薬剤の分布がイメージングされた薬剤分布画像を抽出部分とそれ以外に分離する分離手段を備えている。そして、本発明の構成は、分離された画像の部分に対して輝度補正が施される構成となっている。薬剤分布画像は、画像全体に亘って輝度補正が施されている。したがって、薬剤分布画像においては、被検体の膀胱など、放射性薬剤が集中しやすい部分が視認しやすいように輝度補正が施されている。この様な画像を診断しても被検体の関心部位の放射性薬剤分布を正確に知ることはできない。本発明においては、薬剤分布画像にトリミング処理を施して、輝度補正をするようにしているので、被検体の関心部位における薬剤分布を鮮明に知ることができる。また、病巣が被検体の膀胱などの非病巣集積部に隣接している場合であっても、本発明によれば、病巣が非病巣集積部から分離される。したがって、本発明によれば鮮明な薬剤分布を示す画像が取得できる。
【００１２】
また、上述の医療用データ処理装置において、輝度補正手段は、薬剤分布画像における構造物に相当する部分に対し輝度補正を施せばより望ましい。
【００１３】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。上述の構成によれば、薬剤分布画像における構造物に相当する部分に対して輝度補正が行われるので、被検体の関心部位である構造物内部の放射性薬剤分布が鮮明に表された画像が生成できる。
【００１４】
また、上述の医療用データ処理装置において、輝度補正手段は、薬剤分布画像における構造物を除外した部分に相当する部分に対し輝度補正を施せばより望ましい。
【００１５】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。上述の構成によれば、薬剤分布画像における構造物を除外した部分に相当する部分に対して輝度補正が行われるので、放射性薬剤分布の診断に邪魔な部分が取り除かれて輝度補正された画像を生成できる。
【００１６】
また、本発明に係る放射線断層撮影装置は、被検体内に放射線を透過させることにより被検体内の放射線透過率がイメージングされた透過画像を取得する透視画像取得手段と、被検体内の放射性薬剤の分布がイメージングされた薬剤分布画像を取得する薬剤分布画像取得手段と、透過画像に写り込んだ被検体の構造物を抽出する抽出手段と、薬剤分布画像を抽出手段により抽出された部分とそれ以外の部分とに分離する分離手段と、分離手段によって分離された部分に対し輝度補正を施す輝度補正手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１７】
また、上述の放射線断層撮影装置において、輝度補正手段は、薬剤分布画像における構造物に相当する部分に対し輝度補正を施せばより望ましい。
【００１８】
また、上述の放射線断層撮影装置において、輝度補正手段は、薬剤分布画像における構造物を除外した部分に相当する部分に対し輝度補正を施せばより望ましい。
【００１９】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の医療用データ処理装置を搭載した放射線断層撮影装置の具体的な態様について示している。上述の構成によれば、薬剤分布画像にトリミング処理を施して、輝度補正をするようにしているので、被検体の関心部位における薬剤分布を鮮明に表せる放射線断層撮影装置が提供できる。
【００２０】
また、上述の放射線断層撮影装置において、透視画像取得手段および薬剤分布画像取得手段は、被検体を導入させる開口部が設けられたガントリをそれぞれ備え、透視画像取得手段のガントリと薬剤分布画像取得手段のガントリとは、互いの開口部が連接するように配列されていればより望ましい。
【００２１】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。本発明に係る放射線断層撮影装置が上述のようなＰＥＴ／ＣＴ装置であれば、被検体の写り込む位置が互いに一致した透視画像と薬剤分布画像とを取得することができる。ＰＥＴ／ＣＴ装置によれば、ほぼ同時に透視画像と薬剤分布画像とが撮影され、互いの画像の撮影の間における被検体の位置変化が少ないからである。これにより、薬剤分布画像をより正確に被検体の内部構造に沿ってトリミングできるので、より実際の薬剤分布に忠実な輝度補正画像を取得することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の構成によれば、透過画像に写り込んだ被検体の構造物を抽出し、被検体内の放射性薬剤の分布がイメージングされた薬剤分布画像を抽出部分とそれ以外に分離する分離手段を備えている。そして、本発明の構成は、分離された画像の部分に対して輝度補正が施される構成となっている。このように本発明においては、薬剤分布画像にトリミング処理を施して、輝度補正をするようにしているので、被検体の関心部位における薬剤分布を鮮明に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１に係る医療用データ処理装置の全体構成を説明する機能ブロック図である。
【図２】実施例１に係る医療用データ処理装置の動作を説明する模式図である。
【図３】実施例１に係る医療用データ処理装置の動作を説明する模式図である。
【図４】実施例１に係る医療用データ処理装置の動作を説明する模式図である。
【図５】実施例１に係る医療用データ処理装置の動作を説明する模式図である。
【図６】実施例１に係る医療用データ処理装置の動作を説明する模式図である。
【図７】実施例２に係る放射線断層撮影装置の全体構成を説明する機能ブロック図である。
【図８】実施例２に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する斜視図である。
【図９】実施例２に係る放射線断層撮影装置の動作を説明するフローチャートである。
【実施例１】
【００２４】
＜医療用データ処理装置の全体構成＞
実施例１に係る医療用データ処理装置（以降、単にデータ処理装置８と呼ぶ）は、図１に示すように、被検体のＣＴ画像Ｐ１とＰＥＴ画像Ｐ２とを入力すると、ＰＥＴ画像Ｐ２の一部が抜き出されて輝度補正された輝度補正画像Ｐ４が出力される構成となっている。ＣＴ画像Ｐ１とは、被検体に対して放射線を照射することにより、被検体を透過してきた放射線を検出して得られる被検体の断層画像である。ＰＥＴ画像Ｐ２は、被検体の体内における放射性薬剤の分布をイメージングした被検体の断層画像である。ＣＴ画像Ｐ１は、被検体内の形態がイメージングされたものとなっており、形態画像とも呼ばれる。すなわち、ＣＴ画像Ｐ１には、被検体内の臓器が写り込んでいる。ＰＥＴ画像Ｐ２とＣＴ画像Ｐ１とは、被検体における同一の裁断位置における同一の部分の断層像を同一の倍率で表したものとなっている。異なる点は、ＣＴ画像Ｐ１は被検体の内部構造を表したものとなっているのに対し、ＰＥＴ画像Ｐ２は放射性薬剤の分布を表したものとなっている点である。
【００２５】
実施例１に係るデータ処理装置８は、図１に示すように、ＣＴ画像Ｐ１に写り込んだ被検体の構造物を抽出する抽出部１１と、ＰＥＴ画像Ｐ２を抽出部１１により抽出された部分とそれ以外の部分とに分離する分離部１２と、分離部１２によって分離された部分に対し輝度補正を施す輝度補正部１３を備えている。
【００２６】
ＣＴ画像Ｐ１は、図２に示すように、被検体の臓器の断層像が写り込んでいる。図２では、被検体の骨が写り込んでいるが、実際には膀胱、腎臓または肝臓などの他の臓器も写り込んでいる。ＣＴ画像Ｐ１は、抽出部１１に入力される。
【００２７】
抽出部１１は、ＣＴ画像Ｐ１に写り込む臓器の形状を認識して、ＣＴ画像Ｐ１から臓器に関する像を抽出する。この抽出方法としては、輪郭抽出などの方法が挙げられる。図３は、抽出された被検体の臓器を表している。図３では、被検体における大腿骨が抽出されている。ＣＴ画像Ｐ１から抽出される臓器は、術者が操作卓２６を操作して変更することができる。被検体における大腿骨の位置は、例えば、図３に示すような二値画像Ｐ１ａによって表現される。図３の例においては、抽出部１１は、大腿骨を抽出しているが、大腿骨に代えて膀胱、腎臓または肝臓を抽出するようにしてもよい。
【００２８】
次に、ＰＥＴ画像Ｐ２について説明する。ＰＥＴ画像Ｐ２は、図４に示すように、被検体における放射性薬剤の分布が写り込んでいる。図４における点線の位置は、被検体の大腿骨の位置を表している。このように、図４を参照したとしても、被検体の大腿骨の形状を認識することは難しい。なお、ＰＥＴ画像Ｐ２は、撮影時に撮影装置の機能により輝度調整がなされている。この輝度調整はＰＥＴ画像Ｐ２の全域を通じて行われたものである。この事前の輝度調整について説明する。図４の例の場合は、画像の上部に放射性薬剤が高密度になっている領域が存在している。したがって、ＰＥＴ画像Ｐ２に対する輝度調整は、この上部領域が明確に視認できるように施されている。この輝度調整に伴い、図４における放射性薬剤が比較的低密度な画像の下部の輝度は一律に低く抑えられている。
【００２９】
ＰＥＴ画像Ｐ２は、分離部１２に入力される。分離部１２には、抽出部１１が生成した二値画像Ｐ１ａも入力される。分離部１２は、ＰＥＴ画像Ｐ２における二値画像Ｐ１ａが示す部分を抜き出して、分離画像Ｐ３を生成する。このとき生成された分離画像Ｐ３は、図５に示すように被検体の大腿骨が抜き出されたものとなっている。
【００３０】
分離部１２の動作としては、被検体の大腿骨を抜き出すのに代えて、大腿骨の外側の部分を抜き出して分離画像Ｐ３を生成するようにしてもよい。この様な動作ができることにより、例えば、分離部１２は、ＰＥＴ画像Ｐ２において被検体の膀胱に相当する部分を抜き出して分離画像Ｐ３を生成することができる。被検体の膀胱は、ＰＥＴ画像Ｐ２を用いた診断をするときに診断の邪魔となる臓器である。したがって、膀胱を抜き出す画像処理を行えば、膀胱に診断を妨げられることがなく、より正確な診断が可能となる。
【００３１】
分離部１２により被検体の大腿骨が分離されたものとして説明を続行する。分離画像Ｐ３は、輝度補正部１３に入力される。輝度補正部１３は、分離画像Ｐ３に輝度補正を施して輝度補正画像Ｐ４を生成する。輝度補正の具体的方法としては、例えば、ダイナミックレンジ圧縮がある。この処理のソースとなる分離画像Ｐ３は、被検体の大腿骨に相当するＰＥＴ画像の部分のみが写り込んでいる画像である。したがって、輝度補正部１３は、ＰＥＴ画像Ｐ２における大腿骨に相当する部分に対し輝度補正を施すことになる。
【００３２】
また、分離部１２が生成する二値画像Ｐ１ａが大腿骨を除外した画像であったときは、輝度補正部１３は、ＰＥＴ画像Ｐ２における大腿骨を除外した部分に相当する部分に対し輝度補正を施すことになる。
【００３３】
図６は、輝度補正画像Ｐ４を示している。輝度補正画像Ｐ４は、大腿骨内部の放射性薬剤分布が視認しやすいように輝度補正が施されたものとなっている。これにより、分離画像Ｐ３に写り込んだ大腿骨の内部において一律に低かった画素値が調整され、より幅広い画素値をもって放射性薬剤分布が表現される。したがって、輝度補正画像Ｐ４は、図６に示すように分離画像Ｐ３を視認しただけでは気が付かない大腿骨内部の詳細な放射性薬剤分布が表現される。
【００３４】
主制御部２７は、各制御部を統括的に制御する目的で設けられている。この主制御部２７は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより各部１１，１２，１３を実現している。操作卓２６は、術者の指示を入力する目的で設けられている。記憶部２８は、各部１１，１２，１３が用いるパラメータなどを記憶している。表示部２５は、生成した輝度補正画像Ｐ４を表示する目的で設けられている。
【００３５】
以上のように、本発明の構成によれば、ＣＴ画像Ｐ１に写り込んだ被検体の構造物を抽出し、被検体内の放射性薬剤の分布がイメージングされたＰＥＴ画像Ｐ２を抽出部分とそれ以外に分離する分離部１２を備えている。そして、本発明の構成は、分離された画像の部分に対して輝度補正が施される構成となっている。ＰＥＴ画像Ｐ２は、画像全体に亘って輝度補正が施されている。したがって、ＰＥＴ画像Ｐ２においては、被検体の膀胱など、放射性薬剤が集中しやすい部分が視認しやすいように輝度補正が施されている。この様な画像を診断しても被検体の関心部位の放射性薬剤分布を正確に知ることはできない。本発明においては、ＰＥＴ画像Ｐ２にトリミング処理を施して、輝度補正をするようにしているので、被検体の関心部位における薬剤分布を鮮明に知ることができる。また、病巣が被検体Ｍの膀胱などの非病巣集積部に隣接している場合であっても、本発明によれば、病巣が非病巣集積部から分離される。したがって、本発明によれば鮮明な薬剤分布を示す輝度補正画像Ｐ４が取得できる。
【００３６】
上述の構成によれば、ＰＥＴ画像Ｐ２における構造物に相当する部分に対して輝度補正が行われるので、被検体の関心部位である構造物内部の放射性薬剤分布が鮮明に表された画像が生成できる。
【００３７】
また、上述の構成によれば、ＰＥＴ画像Ｐ２における構造物を除外した部分に相当する部分に対して輝度補正が行われるので、放射性薬剤分布の診断に邪魔な部分が取り除かれて輝度補正された画像を生成できる。
【実施例２】
【００３８】
実施例２は、実施例１の医療用データ処理装置を放射線断層撮影装置に組み込んだ構成となっている。実施例１で説明した抽出部１１，分離部１２，輝度補正部１３は、実施例２においては画像編集部２２としてまとめて表すことにする。
【００３９】
＜放射線断層撮影装置の構成＞
以下、本発明に係る放射線断層撮影装置の実施例を図面を参照しながら説明する。実施例２におけるγ線およびＸ線は、本発明の放射線の一例である。図７は、実施例２に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。実施例２における放射線断層撮影装置は、ＣＴ装置９ａとＰＥＴ装置９ｂとを備えているＰＥＴ／ＣＴ装置である。
【００４０】
＜ＰＥＴ装置の構成＞
まずＰＥＴ装置９ｂについて説明する。実施例２に係るＰＥＴ装置９ｂは、被検体Ｍを載置する天板１０と、天板１０をその長手方向（ｚ方向）から導入させる開口を有するガントリ１１と、ガントリ１１の内部に設けられた天板１０をｚ方向に導入させるリング状の検出器リング１２とを備えている。検出器リング１２に設けられた開口は、ｚ方向（天板１０の長手方向、被検体Ｍの体軸方向）に伸びた円筒形となっている。検出器リング１２は、本発明の検出器に相当する。
【００４１】
天板１０は、ガントリ１１（検出器リング１２）の開口をｚ方向から貫通するように設けられているとともに、ｚ方向に沿って進退自在となっている。この様な天板１０の摺動は、天板移動機構１５によって実現される。天板移動機構１５は、天板移動制御部１６によって制御される。天板移動制御部１６は、天板移動機構１５を制御する天板移動制御手段である。天板１０は、その全域が検出器リング１２の外側に位置している位置から摺動して、検出器リング１２の開口にその一方側から導入されるとともに、検出器リング１２の内部を貫通して、検出器リング１２の開口のもう一方側から突き出ることができる。検出器リング１２は、被検体内で発生する対消滅γ線を検出するものである。また、実施例２の構成の天板移動機構１５やガントリ１１とガントリ４５の位置関係などは、採用しうる態様の例示にすぎない。したがって、本発明の構成は、これに限られるものではない。
【００４２】
ガントリ１１の内部には、被検体Ｍから放射される対消滅γ線を検出する検出器リング１２が備えられている。この検出器リング１２は、被検体Ｍの体軸方向に伸びた筒状であり、そのｚ方向の長さは、１５〜３０ｃｍ程度である。クロック１９は、検出器リング１２に入力される。検出器リング１２から出力される検出データは、クロック１９を基にしたγ線をどの時点で取得されたかという時刻情報が付与され、後述の同時計数部２０に入力されることになる。
【００４３】
同時計数部２０では、検出器リング１２から出力された検出データの同時イベント判定を行なう。なお、同時計数部２０による検出データの同時イベント判定は、クロック１９によって検出データに付与された時刻情報が用いられる。検出器リング１２に同時に入射したと判定された２つのγ線が被検体内の放射性薬剤に起因する対消滅γ線であるとして、その２つのγ線の検出データをＰＥＴ画像生成部２１に送出する。
【００４４】
ＰＥＴ画像生成部２１は、同時計数部２０を通じて検出器リング１２から出力された検出データを基にＰＥＴ画像Ｐ２を生成する。このＰＥＴ画像Ｐ２は、ある裁断面における被検体Ｍの断層像であり、対消滅γ線の発生強度がイメージングされている。画像編集部２２は、輝度補正画像Ｐ４を生成する目的で設けられている。
【００４５】
検出器リング１２の構成について説明する。実施例２によれば、１００個前後の放射線検出器１がｚ方向に垂直な平面上の仮想円に配列することで１つの単位リングが形成される。この単位リングがｚ方向に配列されて検出器リング１２が構成される。
【００４６】
放射線検出器１の構成について簡単に説明する。図８は、実施例２に係る放射線検出器の構成を説明する斜視図である。放射線検出器１は、図８に示すようにγ線を蛍光に変換するシンチレータ２と、蛍光を検出する光検出器３とを備えている。そして、シンチレータ２と光検出器３との介在する位置には、蛍光を授受するライトガイド４が備えられている。
【００４７】
シンチレータ２は、シンチレータ結晶が３次元的に配列されて構成されている。シンチレータ結晶は、Ｃｅが拡散したＬｕ２（１−Ｘ）Ｙ２ＸＳｉＯ５（以下、ＬＹＳＯとよぶ）によって構成されている。そして、光検出器３は、どのシンチレータ結晶が蛍光を発したかという蛍光発生位置を特定することができるようになっているとともに、蛍光の強度や、蛍光の発生した時刻をも特定することができる。また、実施例２の構成のシンチレータ２は、採用しうる態様の例示にすぎない。したがって、本発明の構成は、これに限られるものではない。
【００４８】
なお、ＰＥＴ装置９ｂは、各部を統括的に制御する主制御部４１と、形態断層画像等を表示する表示部３６とを備えている。この主制御部４１は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより、各部１６，２０，２１，２２，２３，２４を実現している。なお、上述の各部はそれらを担当する制御装置に分割されて実現されてもよい。
【００４９】
設定記憶部３７は、検査に関する各種パラメータを記憶するものであり、操作卓３５は、術者の各種操作を入力させるものである。操作卓３５は、本発明の入力手段に相当する。
【００５０】
＜ＣＴ装置の構成＞
次に、実施例２に係るＣＴ装置９ａの構成について説明する。図７に示すように、ＣＴ装置９ａは、ガントリ４５を有している。ガントリ４５には、ｚ方向に伸びた開口が設けられており、この開口に天板１０が挿入されている。なお、ＣＴ装置９ａは、ＰＥＴ装置９ｂにｚ方向から隣接する。ＣＴ装置９ａのガントリ４５と、ＰＥＴ装置のガントリ１１とは、互いの開口部がｚ方向に連接するように配列されている。これにより、被検体Ｍの天板１０における位置を極力変更させないでＣＴ画像Ｐ１とＰＥＴ画像Ｐ２とを連続して撮影することができる
【００５１】
ガントリ４５の内部には、Ｘ線を被検体Ｍに向けて照射するＸ線管４３と、被検体Ｍを透過してきたＸ線を検出するＸ線検出器４４と、Ｘ線管４３とＸ線検出器４４とを支持する支持体４７とが備えられている。支持体４７は、リング形状となっており、ｚ軸周りに回転自在となっている。この支持体４７の回転は、例えばモータのような動力発生手段と、例えば歯車のような動力伝達手段とから構成される回転機構３９が実行する。また、回転制御部４０は、この回転機構３９を制御するものである。支持体４７（Ｘ線管４３とＸ線検出器４４）の回転における中心軸は、検出器リング１２の中心軸と一致している。すなわち、ＣＴ装置９ａは、その中心軸を検出器リング１２の中心軸を共有してｚ方向からＰＥＴ装置に隣接して設けられている。Ｘ線管４３は、本発明の放射線源に相当し、Ｘ線検出器４４は、本発明の放射線検出手段に相当する。
【００５２】
ＣＴ画像生成部４８は、Ｘ線検出器４４から出力されたＸ線検出データを基に、被検体ＭのＸ線形態断層画像（ＣＴ画像Ｐ１）を生成するものである。このＣＴ画像Ｐ１は、ある裁断面における被検体Ｍの断層像であり、被検体Ｍの内部におけるＸ線の透過しやすさがイメージングされている。ＣＴ画像生成部４８は、本発明の断層画像生成手段に相当する。ＰＥＴ画像生成部２１が生成するＰＥＴ画像Ｐ２とＣＴ画像生成部４８が生成するＣＴ画像Ｐ１とは、被検体における同一の裁断位置における同一の部分の断層像を同一の倍率で表したものとなっている。異なる点は、ＣＴ画像Ｐ１は被検体の内部構造を表したものとなっているのに対し、ＰＥＴ画像Ｐ２は放射性薬剤の分布を表したものとなっている点である。
【００５３】
主制御部４１は、各種のプログラムを実行することにより、ＰＥＴ装置９ｂに係る各部の他、回転制御部４０，ＣＴ画像生成部４８，およびＸ線管制御部４６とを実現している。なお、上述の各部はそれらを担当する制御装置に分割されて実現されてもよい。Ｘ線管制御部４６は、Ｘ線管４３の管電流、管電圧、パルス幅等を制御する目的で設けられたものである。
【００５４】
＜放射線断層撮影装置の動作＞
次に、実施例２に係る放射線断層撮影装置の動作について説明する。放射線断層撮影装置を用いて、被検体Ｍの検診を行うには、図９に示すように、被検体Ｍが天板１０に載置され（載置ステップＳ１），被検体ＭにＸ線を照射してＣＴ画像Ｐ１を取得する（ＣＴ画像取得ステップＳ２）。そして、被検体内から発生する対消滅γ線を検出してＰＥＴ画像Ｐ２を取得し（ＰＥＴ画像取得ステップＳ３），ＣＴ画像Ｐ１を基にＰＥＴ画像Ｐ２の編集を行う（画像編集ステップＳ４）。以降、これらの各ステップについて順を追って説明する。
【００５５】
＜載置ステップＳ１，ＣＴ画像取得ステップＳ２＞
まず、被検体Ｍが天板１０に載置される。術者が操作卓３５を通じてＣＴ画像Ｐ１の取得開始の指示を行うと、天板１０が移動し、被検体Ｍがガントリ４５の内部に導入される。そして、Ｘ線管４３とＸ線検出器４４とは、互いの相対位置を保った状態でｚ軸周りに回転する。
【００５６】
術者が操作卓３５を通じてＸ線の照射開始を指示すると、Ｘ線管４３は間歇的にＸ線を被検体Ｍに向けて照射し、その度ごとに、ＣＴ画像生成部４８は、Ｘ線透視画像を生成する。この複数枚のＸ線透視画像は、ＣＴ画像生成部４８において例えば、既存のバック・プロジェクション法を用いて単一のＣＴ画像Ｐ１に組み立てられる。
【００５７】
＜ＰＥＴ画像取得ステップＳ３＞
ＣＴ画像Ｐ１の取得後、術者が操作卓３５を通じてＰＥＴ画像Ｐ２の取得の指示を与えると、天板１０が移動し、被検体Ｍがガントリ１１の内部に導入される。被検体Ｍには、予め放射性薬剤が注射投与されており、放射性薬剤が対消滅γ線を発生させる。こうして、被検体の体内で発生した対消滅γ線は、検出器リング１２で検出される。検出器リング１２は、同時計数部２０に検出データを送出し、同時計数部２０は、検出データの同時イベント判定を行う。なお、検出データは、入射時間と、エネルギーと、入射時間とが関連したデータセットとなっている。
【００５８】
同時計数部２０で同時イベントと判定された検出データは、ＰＥＴ画像生成部２１に送出される。ＰＥＴ画像生成部２１は、所定の幅で配列された平面の各々で被検体Ｍを裁断したときの断層像であるとともに、対消滅γ線の発生状況がイメージ化されたＰＥＴ画像Ｐ２を生成する。
【００５９】
＜画像編集ステップＳ４＞
ＣＴ画像Ｐ１とＰＥＴ画像Ｐ２とは、画像編集部２２に入力される。画像編集部２２は、ＣＴ画像Ｐ１に写り込んだ被検体の構造物を基にＰＥＴ画像Ｐ２をトリミングして、トリミングされた画像に対して輝度補正を施す。この動作については、図３〜図６を用いて既に説明済みである。輝度補正画像Ｐ４が表示部３６に表示されて検査は終了となる。
【００６０】
以上のように、実施例２は、本発明の医療用データ処理装置を搭載した放射線断層撮影装置の具体的な態様について示している。上述の構成によれば、ＰＥＴ画像Ｐ２にトリミング処理を施して、輝度補正をするようにしているので、被検体の関心部位における薬剤分布を鮮明に表せる放射線断層撮影装置が提供できる。
【００６１】
また、本発明に係る放射線断層撮影装置が上述のようなＰＥＴ／ＣＴ装置であれば、被検体の写り込む位置が互いに一致した透視画像とＰＥＴ画像Ｐ２とを取得することができる。ＰＥＴ／ＣＴ装置によれば、ほぼ同時に透視画像とＰＥＴ画像Ｐ２とが撮影され、互いの画像の撮影の間における被検体の位置変化が少ないからである。これにより、ＰＥＴ画像Ｐ２をより正確に被検体の内部構造に沿ってトリミングできるので、より実際の薬剤分布に忠実な輝度補正画像Ｐ４を取得することができる。
【００６２】
本発明は、上述の構成に限られず、下記のように変形実施することが可能である。
【００６３】
（１）上述した実施例のいうシンチレータ結晶は、ＬＹＳＯで構成されていたが、本発明においては、その代わりに、ＬＧＳＯ（Ｌｕ２（１−Ｘ）Ｇ２ＸＳｉＯ５）やＧＳＯ（Ｇｄ２ＳｉＯ５）などの他の材料でシンチレータ結晶を構成してもよい。本変形例によれば、より安価な放射線断層撮影装置が提供できる。
【００６４】
（２）上述した実施例において、光検出器は、光電子増倍管で構成されていたが、本発明はこれに限らない。光電子増倍管に代わって、フォトダイオードやアバランシェフォトダイオードや半導体検出器などを用いてもよい。
【００６５】
（３）本発明は、上述したＣＴ画像Ｐ１に代えて、ＭＲＩ画像を用いることができる。また、上述したＰＥＴ画像Ｐ２に代えてＳＰＥＣＴ画像を用いることもできる。
【符号の説明】
【００６６】
１１ 抽出部（抽出手段）
１２ 分離部（分離手段）
１３ 輝度補正部（輝度補正手段）
Ｐ１ ＣＴ画像（透過画像）
Ｐ２ ＰＥＴ画像（薬剤分布画像）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性薬剤がイメージングされた断層画像に処理を施す医療用データ処理装置およびそれを備えた放射線断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療機関には、放射線で被検体の断層像を撮影する放射線断層撮影装置が備えられている。このような放射線断層撮影装置として、例えば被検体内の放射性薬剤の分布をイメージングするＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置がある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ＰＥＴ装置で撮影される断層画像は、被検体をある平面で裁断したときの画像となっており、輝度によって放射性薬剤の濃度が表されている。断層画像において、放射性薬剤が多く集まっている部分は、ガンなどの病巣である可能性がある。
【０００４】
一方、放射性薬剤は、病巣でなくても膀胱や脳などに集積する特性を有している。したがって、断層画像は、病巣と疑われる塊と、膀胱などの特定の器官とが放射性薬剤集積部として一緒に写り込んだ画像となっている。病巣でない集積部分を正常集積または生理集積と呼ぶ。このような集積部分をまとめて非病巣集積部と呼ぶことにする。術者が断層画像を用いて診断を行うときは、断層画像における非病巣集積部以外の部分から病巣を探し出すような診断を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７７５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来構成によれば、次のような問題点がある。
すなわち、術者が断層画像を用いて診断を行う場合に、画像における非病巣集積部が病巣の発見の妨げとなってしまう。
【０００７】
断層画像に写り込んでいる病巣の輝度は、それほど高いものではないのが一般的である。したがって、断層画像には、非病巣集積部が病巣よりも目立って写り込んでいる場合も少なくない。この様な画像を用いて正確に診断を行うことは困難である。
【０００８】
また、病巣が非病巣集積部に隣接して存在している場合、もはや病巣と非病巣集積部の境目を認識することはできない。したがって、このような病巣は、術者の診断で看過される可能性が高い。
【０００９】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、断層画像に写り込む非病巣集積部の影響を除き、正確な診断がしやすい画像を取得できる医療用データ処理装置およびそれを備えた放射線断層撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る医療用データ処理装置は、被検体内に放射線を透過させることにより被検体内の形態がイメージングされた透過画像に写り込んだ被検体の構造物を抽出する抽出手段と、被検体内の放射性薬剤の分布がイメージングされた薬剤分布画像を抽出手段により抽出された部分とそれ以外の部分とに分離する分離手段と、分離手段によって分離された部分に対し輝度補正を施す輝度補正手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
［作用・効果］本発明の構成によれば、透過画像に写り込んだ被検体の構造物を抽出し、被検体内の放射性薬剤の分布がイメージングされた薬剤分布画像を抽出部分とそれ以外に分離する分離手段を備えている。そして、本発明の構成は、分離された画像の部分に対して輝度補正が施される構成となっている。薬剤分布画像は、画像全体に亘って輝度補正が施されている。したがって、薬剤分布画像においては、被検体の膀胱など、放射性薬剤が集中しやすい部分が視認しやすいように輝度補正が施されている。この様な画像を診断しても被検体の関心部位の放射性薬剤分布を正確に知ることはできない。本発明においては、薬剤分布画像にトリミング処理を施して、輝度補正をするようにしているので、被検体の関心部位における薬剤分布を鮮明に知ることができる。また、病巣が被検体の膀胱などの非病巣集積部に隣接している場合であっても、本発明によれば、病巣が非病巣集積部から分離される。したがって、本発明によれば鮮明な薬剤分布を示す画像が取得できる。
【００１２】
また、上述の医療用データ処理装置において、輝度補正手段は、薬剤分布画像における構造物に相当する部分に対し輝度補正を施せばより望ましい。
【００１３】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。上述の構成によれば、薬剤分布画像における構造物に相当する部分に対して輝度補正が行われるので、被検体の関心部位である構造物内部の放射性薬剤分布が鮮明に表された画像が生成できる。
【００１４】
また、上述の医療用データ処理装置において、輝度補正手段は、薬剤分布画像における構造物を除外した部分に相当する部分に対し輝度補正を施せばより望ましい。
【００１５】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。上述の構成によれば、薬剤分布画像における構造物を除外した部分に相当する部分に対して輝度補正が行われるので、放射性薬剤分布の診断に邪魔な部分が取り除かれて輝度補正された画像を生成できる。
【００１６】
また、本発明に係る放射線断層撮影装置は、被検体内に放射線を透過させることにより被検体内の放射線透過率がイメージングされた透過画像を取得する透視画像取得手段と、被検体内の放射性薬剤の分布がイメージングされた薬剤分布画像を取得する薬剤分布画像取得手段と、透過画像に写り込んだ被検体の構造物を抽出する抽出手段と、薬剤分布画像を抽出手段により抽出された部分とそれ以外の部分とに分離する分離手段と、分離手段によって分離された部分に対し輝度補正を施す輝度補正手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１７】
また、上述の放射線断層撮影装置において、輝度補正手段は、薬剤分布画像における構造物に相当する部分に対し輝度補正を施せばより望ましい。
【００１８】
また、上述の放射線断層撮影装置において、輝度補正手段は、薬剤分布画像における構造物を除外した部分に相当する部分に対し輝度補正を施せばより望ましい。
【００１９】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の医療用データ処理装置を搭載した放射線断層撮影装置の具体的な態様について示している。上述の構成によれば、薬剤分布画像にトリミング処理を施して、輝度補正をするようにしているので、被検体の関心部位における薬剤分布を鮮明に表せる放射線断層撮影装置が提供できる。
【００２０】
また、上述の放射線断層撮影装置において、透視画像取得手段および薬剤分布画像取得手段は、被検体を導入させる開口部が設けられたガントリをそれぞれ備え、透視画像取得手段のガントリと薬剤分布画像取得手段のガントリとは、互いの開口部が連接するように配列されていればより望ましい。
【００２１】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。本発明に係る放射線断層撮影装置が上述のようなＰＥＴ／ＣＴ装置であれば、被検体の写り込む位置が互いに一致した透視画像と薬剤分布画像とを取得することができる。ＰＥＴ／ＣＴ装置によれば、ほぼ同時に透視画像と薬剤分布画像とが撮影され、互いの画像の撮影の間における被検体の位置変化が少ないからである。これにより、薬剤分布画像をより正確に被検体の内部構造に沿ってトリミングできるので、より実際の薬剤分布に忠実な輝度補正画像を取得することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の構成によれば、透過画像に写り込んだ被検体の構造物を抽出し、被検体内の放射性薬剤の分布がイメージングされた薬剤分布画像を抽出部分とそれ以外に分離する分離手段を備えている。そして、本発明の構成は、分離された画像の部分に対して輝度補正が施される構成となっている。このように本発明においては、薬剤分布画像にトリミング処理を施して、輝度補正をするようにしているので、被検体の関心部位における薬剤分布を鮮明に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１に係る医療用データ処理装置の全体構成を説明する機能ブロック図である。
【図２】実施例１に係る医療用データ処理装置の動作を説明する模式図である。
【図３】実施例１に係る医療用データ処理装置の動作を説明する模式図である。
【図４】実施例１に係る医療用データ処理装置の動作を説明する模式図である。
【図５】実施例１に係る医療用データ処理装置の動作を説明する模式図である。
【図６】実施例１に係る医療用データ処理装置の動作を説明する模式図である。
【図７】実施例２に係る放射線断層撮影装置の全体構成を説明する機能ブロック図である。
【図８】実施例２に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する斜視図である。
【図９】実施例２に係る放射線断層撮影装置の動作を説明するフローチャートである。
【実施例１】
【００２４】
＜医療用データ処理装置の全体構成＞
実施例１に係る医療用データ処理装置（以降、単にデータ処理装置８と呼ぶ）は、図１に示すように、被検体のＣＴ画像Ｐ１とＰＥＴ画像Ｐ２とを入力すると、ＰＥＴ画像Ｐ２の一部が抜き出されて輝度補正された輝度補正画像Ｐ４が出力される構成となっている。ＣＴ画像Ｐ１とは、被検体に対して放射線を照射することにより、被検体を透過してきた放射線を検出して得られる被検体の断層画像である。ＰＥＴ画像Ｐ２は、被検体の体内における放射性薬剤の分布をイメージングした被検体の断層画像である。ＣＴ画像Ｐ１は、被検体内の形態がイメージングされたものとなっており、形態画像とも呼ばれる。すなわち、ＣＴ画像Ｐ１には、被検体内の臓器が写り込んでいる。ＰＥＴ画像Ｐ２とＣＴ画像Ｐ１とは、被検体における同一の裁断位置における同一の部分の断層像を同一の倍率で表したものとなっている。異なる点は、ＣＴ画像Ｐ１は被検体の内部構造を表したものとなっているのに対し、ＰＥＴ画像Ｐ２は放射性薬剤の分布を表したものとなっている点である。
【００２５】
実施例１に係るデータ処理装置８は、図１に示すように、ＣＴ画像Ｐ１に写り込んだ被検体の構造物を抽出する抽出部１１と、ＰＥＴ画像Ｐ２を抽出部１１により抽出された部分とそれ以外の部分とに分離する分離部１２と、分離部１２によって分離された部分に対し輝度補正を施す輝度補正部１３を備えている。
【００２６】
ＣＴ画像Ｐ１は、図２に示すように、被検体の臓器の断層像が写り込んでいる。図２では、被検体の骨が写り込んでいるが、実際には膀胱、腎臓または肝臓などの他の臓器も写り込んでいる。ＣＴ画像Ｐ１は、抽出部１１に入力される。
【００２７】
抽出部１１は、ＣＴ画像Ｐ１に写り込む臓器の形状を認識して、ＣＴ画像Ｐ１から臓器に関する像を抽出する。この抽出方法としては、輪郭抽出などの方法が挙げられる。図３は、抽出された被検体の臓器を表している。図３では、被検体における大腿骨が抽出されている。ＣＴ画像Ｐ１から抽出される臓器は、術者が操作卓２６を操作して変更することができる。被検体における大腿骨の位置は、例えば、図３に示すような二値画像Ｐ１ａによって表現される。図３の例においては、抽出部１１は、大腿骨を抽出しているが、大腿骨に代えて膀胱、腎臓または肝臓を抽出するようにしてもよい。
【００２８】
次に、ＰＥＴ画像Ｐ２について説明する。ＰＥＴ画像Ｐ２は、図４に示すように、被検体における放射性薬剤の分布が写り込んでいる。図４における点線の位置は、被検体の大腿骨の位置を表している。このように、図４を参照したとしても、被検体の大腿骨の形状を認識することは難しい。なお、ＰＥＴ画像Ｐ２は、撮影時に撮影装置の機能により輝度調整がなされている。この輝度調整はＰＥＴ画像Ｐ２の全域を通じて行われたものである。この事前の輝度調整について説明する。図４の例の場合は、画像の上部に放射性薬剤が高密度になっている領域が存在している。したがって、ＰＥＴ画像Ｐ２に対する輝度調整は、この上部領域が明確に視認できるように施されている。この輝度調整に伴い、図４における放射性薬剤が比較的低密度な画像の下部の輝度は一律に低く抑えられている。
【００２９】
ＰＥＴ画像Ｐ２は、分離部１２に入力される。分離部１２には、抽出部１１が生成した二値画像Ｐ１ａも入力される。分離部１２は、ＰＥＴ画像Ｐ２における二値画像Ｐ１ａが示す部分を抜き出して、分離画像Ｐ３を生成する。このとき生成された分離画像Ｐ３は、図５に示すように被検体の大腿骨が抜き出されたものとなっている。
【００３０】
分離部１２の動作としては、被検体の大腿骨を抜き出すのに代えて、大腿骨の外側の部分を抜き出して分離画像Ｐ３を生成するようにしてもよい。この様な動作ができることにより、例えば、分離部１２は、ＰＥＴ画像Ｐ２において被検体の膀胱に相当する部分を抜き出して分離画像Ｐ３を生成することができる。被検体の膀胱は、ＰＥＴ画像Ｐ２を用いた診断をするときに診断の邪魔となる臓器である。したがって、膀胱を抜き出す画像処理を行えば、膀胱に診断を妨げられることがなく、より正確な診断が可能となる。
【００３１】
分離部１２により被検体の大腿骨が分離されたものとして説明を続行する。分離画像Ｐ３は、輝度補正部１３に入力される。輝度補正部１３は、分離画像Ｐ３に輝度補正を施して輝度補正画像Ｐ４を生成する。輝度補正の具体的方法としては、例えば、ダイナミックレンジ圧縮がある。この処理のソースとなる分離画像Ｐ３は、被検体の大腿骨に相当するＰＥＴ画像の部分のみが写り込んでいる画像である。したがって、輝度補正部１３は、ＰＥＴ画像Ｐ２における大腿骨に相当する部分に対し輝度補正を施すことになる。
【００３２】
また、分離部１２が生成する二値画像Ｐ１ａが大腿骨を除外した画像であったときは、輝度補正部１３は、ＰＥＴ画像Ｐ２における大腿骨を除外した部分に相当する部分に対し輝度補正を施すことになる。
【００３３】
図６は、輝度補正画像Ｐ４を示している。輝度補正画像Ｐ４は、大腿骨内部の放射性薬剤分布が視認しやすいように輝度補正が施されたものとなっている。これにより、分離画像Ｐ３に写り込んだ大腿骨の内部において一律に低かった画素値が調整され、より幅広い画素値をもって放射性薬剤分布が表現される。したがって、輝度補正画像Ｐ４は、図６に示すように分離画像Ｐ３を視認しただけでは気が付かない大腿骨内部の詳細な放射性薬剤分布が表現される。
【００３４】
主制御部２７は、各制御部を統括的に制御する目的で設けられている。この主制御部２７は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより各部１１，１２，１３を実現している。操作卓２６は、術者の指示を入力する目的で設けられている。記憶部２８は、各部１１，１２，１３が用いるパラメータなどを記憶している。表示部２５は、生成した輝度補正画像Ｐ４を表示する目的で設けられている。
【００３５】
以上のように、本発明の構成によれば、ＣＴ画像Ｐ１に写り込んだ被検体の構造物を抽出し、被検体内の放射性薬剤の分布がイメージングされたＰＥＴ画像Ｐ２を抽出部分とそれ以外に分離する分離部１２を備えている。そして、本発明の構成は、分離された画像の部分に対して輝度補正が施される構成となっている。ＰＥＴ画像Ｐ２は、画像全体に亘って輝度補正が施されている。したがって、ＰＥＴ画像Ｐ２においては、被検体の膀胱など、放射性薬剤が集中しやすい部分が視認しやすいように輝度補正が施されている。この様な画像を診断しても被検体の関心部位の放射性薬剤分布を正確に知ることはできない。本発明においては、ＰＥＴ画像Ｐ２にトリミング処理を施して、輝度補正をするようにしているので、被検体の関心部位における薬剤分布を鮮明に知ることができる。また、病巣が被検体Ｍの膀胱などの非病巣集積部に隣接している場合であっても、本発明によれば、病巣が非病巣集積部から分離される。したがって、本発明によれば鮮明な薬剤分布を示す輝度補正画像Ｐ４が取得できる。
【００３６】
上述の構成によれば、ＰＥＴ画像Ｐ２における構造物に相当する部分に対して輝度補正が行われるので、被検体の関心部位である構造物内部の放射性薬剤分布が鮮明に表された画像が生成できる。
【００３７】
また、上述の構成によれば、ＰＥＴ画像Ｐ２における構造物を除外した部分に相当する部分に対して輝度補正が行われるので、放射性薬剤分布の診断に邪魔な部分が取り除かれて輝度補正された画像を生成できる。
【実施例２】
【００３８】
実施例２は、実施例１の医療用データ処理装置を放射線断層撮影装置に組み込んだ構成となっている。実施例１で説明した抽出部１１，分離部１２，輝度補正部１３は、実施例２においては画像編集部２２としてまとめて表すことにする。
【００３９】
＜放射線断層撮影装置の構成＞
以下、本発明に係る放射線断層撮影装置の実施例を図面を参照しながら説明する。実施例２におけるγ線およびＸ線は、本発明の放射線の一例である。図７は、実施例２に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。実施例２における放射線断層撮影装置は、ＣＴ装置９ａとＰＥＴ装置９ｂとを備えているＰＥＴ／ＣＴ装置である。
【００４０】
＜ＰＥＴ装置の構成＞
まずＰＥＴ装置９ｂについて説明する。実施例２に係るＰＥＴ装置９ｂは、被検体Ｍを載置する天板１０と、天板１０をその長手方向（ｚ方向）から導入させる開口を有するガントリ１１と、ガントリ１１の内部に設けられた天板１０をｚ方向に導入させるリング状の検出器リング１２とを備えている。検出器リング１２に設けられた開口は、ｚ方向（天板１０の長手方向、被検体Ｍの体軸方向）に伸びた円筒形となっている。検出器リング１２は、本発明の検出器に相当する。
【００４１】
天板１０は、ガントリ１１（検出器リング１２）の開口をｚ方向から貫通するように設けられているとともに、ｚ方向に沿って進退自在となっている。この様な天板１０の摺動は、天板移動機構１５によって実現される。天板移動機構１５は、天板移動制御部１６によって制御される。天板移動制御部１６は、天板移動機構１５を制御する天板移動制御手段である。天板１０は、その全域が検出器リング１２の外側に位置している位置から摺動して、検出器リング１２の開口にその一方側から導入されるとともに、検出器リング１２の内部を貫通して、検出器リング１２の開口のもう一方側から突き出ることができる。検出器リング１２は、被検体内で発生する対消滅γ線を検出するものである。また、実施例２の構成の天板移動機構１５やガントリ１１とガントリ４５の位置関係などは、採用しうる態様の例示にすぎない。したがって、本発明の構成は、これに限られるものではない。
【００４２】
ガントリ１１の内部には、被検体Ｍから放射される対消滅γ線を検出する検出器リング１２が備えられている。この検出器リング１２は、被検体Ｍの体軸方向に伸びた筒状であり、そのｚ方向の長さは、１５〜３０ｃｍ程度である。クロック１９は、検出器リング１２に入力される。検出器リング１２から出力される検出データは、クロック１９を基にしたγ線をどの時点で取得されたかという時刻情報が付与され、後述の同時計数部２０に入力されることになる。
【００４３】
同時計数部２０では、検出器リング１２から出力された検出データの同時イベント判定を行なう。なお、同時計数部２０による検出データの同時イベント判定は、クロック１９によって検出データに付与された時刻情報が用いられる。検出器リング１２に同時に入射したと判定された２つのγ線が被検体内の放射性薬剤に起因する対消滅γ線であるとして、その２つのγ線の検出データをＰＥＴ画像生成部２１に送出する。
【００４４】
ＰＥＴ画像生成部２１は、同時計数部２０を通じて検出器リング１２から出力された検出データを基にＰＥＴ画像Ｐ２を生成する。このＰＥＴ画像Ｐ２は、ある裁断面における被検体Ｍの断層像であり、対消滅γ線の発生強度がイメージングされている。画像編集部２２は、輝度補正画像Ｐ４を生成する目的で設けられている。
【００４５】
検出器リング１２の構成について説明する。実施例２によれば、１００個前後の放射線検出器１がｚ方向に垂直な平面上の仮想円に配列することで１つの単位リングが形成される。この単位リングがｚ方向に配列されて検出器リング１２が構成される。
【００４６】
放射線検出器１の構成について簡単に説明する。図８は、実施例２に係る放射線検出器の構成を説明する斜視図である。放射線検出器１は、図８に示すようにγ線を蛍光に変換するシンチレータ２と、蛍光を検出する光検出器３とを備えている。そして、シンチレータ２と光検出器３との介在する位置には、蛍光を授受するライトガイド４が備えられている。
【００４７】
シンチレータ２は、シンチレータ結晶が３次元的に配列されて構成されている。シンチレータ結晶は、Ｃｅが拡散したＬｕ２（１−Ｘ）Ｙ２ＸＳｉＯ５（以下、ＬＹＳＯとよぶ）によって構成されている。そして、光検出器３は、どのシンチレータ結晶が蛍光を発したかという蛍光発生位置を特定することができるようになっているとともに、蛍光の強度や、蛍光の発生した時刻をも特定することができる。また、実施例２の構成のシンチレータ２は、採用しうる態様の例示にすぎない。したがって、本発明の構成は、これに限られるものではない。
【００４８】
なお、ＰＥＴ装置９ｂは、各部を統括的に制御する主制御部４１と、形態断層画像等を表示する表示部３６とを備えている。この主制御部４１は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより、各部１６，２０，２１，２２，２３，２４を実現している。なお、上述の各部はそれらを担当する制御装置に分割されて実現されてもよい。
【００４９】
設定記憶部３７は、検査に関する各種パラメータを記憶するものであり、操作卓３５は、術者の各種操作を入力させるものである。操作卓３５は、本発明の入力手段に相当する。
【００５０】
＜ＣＴ装置の構成＞
次に、実施例２に係るＣＴ装置９ａの構成について説明する。図７に示すように、ＣＴ装置９ａは、ガントリ４５を有している。ガントリ４５には、ｚ方向に伸びた開口が設けられており、この開口に天板１０が挿入されている。なお、ＣＴ装置９ａは、ＰＥＴ装置９ｂにｚ方向から隣接する。ＣＴ装置９ａのガントリ４５と、ＰＥＴ装置のガントリ１１とは、互いの開口部がｚ方向に連接するように配列されている。これにより、被検体Ｍの天板１０における位置を極力変更させないでＣＴ画像Ｐ１とＰＥＴ画像Ｐ２とを連続して撮影することができる
【００５１】
ガントリ４５の内部には、Ｘ線を被検体Ｍに向けて照射するＸ線管４３と、被検体Ｍを透過してきたＸ線を検出するＸ線検出器４４と、Ｘ線管４３とＸ線検出器４４とを支持する支持体４７とが備えられている。支持体４７は、リング形状となっており、ｚ軸周りに回転自在となっている。この支持体４７の回転は、例えばモータのような動力発生手段と、例えば歯車のような動力伝達手段とから構成される回転機構３９が実行する。また、回転制御部４０は、この回転機構３９を制御するものである。支持体４７（Ｘ線管４３とＸ線検出器４４）の回転における中心軸は、検出器リング１２の中心軸と一致している。すなわち、ＣＴ装置９ａは、その中心軸を検出器リング１２の中心軸を共有してｚ方向からＰＥＴ装置に隣接して設けられている。Ｘ線管４３は、本発明の放射線源に相当し、Ｘ線検出器４４は、本発明の放射線検出手段に相当する。
【００５２】
ＣＴ画像生成部４８は、Ｘ線検出器４４から出力されたＸ線検出データを基に、被検体ＭのＸ線形態断層画像（ＣＴ画像Ｐ１）を生成するものである。このＣＴ画像Ｐ１は、ある裁断面における被検体Ｍの断層像であり、被検体Ｍの内部におけるＸ線の透過しやすさがイメージングされている。ＣＴ画像生成部４８は、本発明の断層画像生成手段に相当する。ＰＥＴ画像生成部２１が生成するＰＥＴ画像Ｐ２とＣＴ画像生成部４８が生成するＣＴ画像Ｐ１とは、被検体における同一の裁断位置における同一の部分の断層像を同一の倍率で表したものとなっている。異なる点は、ＣＴ画像Ｐ１は被検体の内部構造を表したものとなっているのに対し、ＰＥＴ画像Ｐ２は放射性薬剤の分布を表したものとなっている点である。
【００５３】
主制御部４１は、各種のプログラムを実行することにより、ＰＥＴ装置９ｂに係る各部の他、回転制御部４０，ＣＴ画像生成部４８，およびＸ線管制御部４６とを実現している。なお、上述の各部はそれらを担当する制御装置に分割されて実現されてもよい。Ｘ線管制御部４６は、Ｘ線管４３の管電流、管電圧、パルス幅等を制御する目的で設けられたものである。
【００５４】
＜放射線断層撮影装置の動作＞
次に、実施例２に係る放射線断層撮影装置の動作について説明する。放射線断層撮影装置を用いて、被検体Ｍの検診を行うには、図９に示すように、被検体Ｍが天板１０に載置され（載置ステップＳ１），被検体ＭにＸ線を照射してＣＴ画像Ｐ１を取得する（ＣＴ画像取得ステップＳ２）。そして、被検体内から発生する対消滅γ線を検出してＰＥＴ画像Ｐ２を取得し（ＰＥＴ画像取得ステップＳ３），ＣＴ画像Ｐ１を基にＰＥＴ画像Ｐ２の編集を行う（画像編集ステップＳ４）。以降、これらの各ステップについて順を追って説明する。
【００５５】
＜載置ステップＳ１，ＣＴ画像取得ステップＳ２＞
まず、被検体Ｍが天板１０に載置される。術者が操作卓３５を通じてＣＴ画像Ｐ１の取得開始の指示を行うと、天板１０が移動し、被検体Ｍがガントリ４５の内部に導入される。そして、Ｘ線管４３とＸ線検出器４４とは、互いの相対位置を保った状態でｚ軸周りに回転する。
【００５６】
術者が操作卓３５を通じてＸ線の照射開始を指示すると、Ｘ線管４３は間歇的にＸ線を被検体Ｍに向けて照射し、その度ごとに、ＣＴ画像生成部４８は、Ｘ線透視画像を生成する。この複数枚のＸ線透視画像は、ＣＴ画像生成部４８において例えば、既存のバック・プロジェクション法を用いて単一のＣＴ画像Ｐ１に組み立てられる。
【００５７】
＜ＰＥＴ画像取得ステップＳ３＞
ＣＴ画像Ｐ１の取得後、術者が操作卓３５を通じてＰＥＴ画像Ｐ２の取得の指示を与えると、天板１０が移動し、被検体Ｍがガントリ１１の内部に導入される。被検体Ｍには、予め放射性薬剤が注射投与されており、放射性薬剤が対消滅γ線を発生させる。こうして、被検体の体内で発生した対消滅γ線は、検出器リング１２で検出される。検出器リング１２は、同時計数部２０に検出データを送出し、同時計数部２０は、検出データの同時イベント判定を行う。なお、検出データは、入射時間と、エネルギーと、入射時間とが関連したデータセットとなっている。
【００５８】
同時計数部２０で同時イベントと判定された検出データは、ＰＥＴ画像生成部２１に送出される。ＰＥＴ画像生成部２１は、所定の幅で配列された平面の各々で被検体Ｍを裁断したときの断層像であるとともに、対消滅γ線の発生状況がイメージ化されたＰＥＴ画像Ｐ２を生成する。
【００５９】
＜画像編集ステップＳ４＞
ＣＴ画像Ｐ１とＰＥＴ画像Ｐ２とは、画像編集部２２に入力される。画像編集部２２は、ＣＴ画像Ｐ１に写り込んだ被検体の構造物を基にＰＥＴ画像Ｐ２をトリミングして、トリミングされた画像に対して輝度補正を施す。この動作については、図３〜図６を用いて既に説明済みである。輝度補正画像Ｐ４が表示部３６に表示されて検査は終了となる。
【００６０】
以上のように、実施例２は、本発明の医療用データ処理装置を搭載した放射線断層撮影装置の具体的な態様について示している。上述の構成によれば、ＰＥＴ画像Ｐ２にトリミング処理を施して、輝度補正をするようにしているので、被検体の関心部位における薬剤分布を鮮明に表せる放射線断層撮影装置が提供できる。
【００６１】
また、本発明に係る放射線断層撮影装置が上述のようなＰＥＴ／ＣＴ装置であれば、被検体の写り込む位置が互いに一致した透視画像とＰＥＴ画像Ｐ２とを取得することができる。ＰＥＴ／ＣＴ装置によれば、ほぼ同時に透視画像とＰＥＴ画像Ｐ２とが撮影され、互いの画像の撮影の間における被検体の位置変化が少ないからである。これにより、ＰＥＴ画像Ｐ２をより正確に被検体の内部構造に沿ってトリミングできるので、より実際の薬剤分布に忠実な輝度補正画像Ｐ４を取得することができる。
【００６２】
本発明は、上述の構成に限られず、下記のように変形実施することが可能である。
【００６３】
（１）上述した実施例のいうシンチレータ結晶は、ＬＹＳＯで構成されていたが、本発明においては、その代わりに、ＬＧＳＯ（Ｌｕ２（１−Ｘ）Ｇ２ＸＳｉＯ５）やＧＳＯ（Ｇｄ２ＳｉＯ５）などの他の材料でシンチレータ結晶を構成してもよい。本変形例によれば、より安価な放射線断層撮影装置が提供できる。
【００６４】
（２）上述した実施例において、光検出器は、光電子増倍管で構成されていたが、本発明はこれに限らない。光電子増倍管に代わって、フォトダイオードやアバランシェフォトダイオードや半導体検出器などを用いてもよい。
【００６５】
（３）本発明は、上述したＣＴ画像Ｐ１に代えて、ＭＲＩ画像を用いることができる。また、上述したＰＥＴ画像Ｐ２に代えてＳＰＥＣＴ画像を用いることもできる。
【符号の説明】
【００６６】
１１ 抽出部（抽出手段）
１２ 分離部（分離手段）
１３ 輝度補正部（輝度補正手段）
Ｐ１ ＣＴ画像（透過画像）
Ｐ２ ＰＥＴ画像（薬剤分布画像）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に放射線を透過させることにより被検体内の形態がイメージングされた透過画像に写り込んだ被検体の構造物を抽出する抽出手段と、
被検体内の放射性薬剤の分布がイメージングされた薬剤分布画像を前記抽出手段により抽出された部分とそれ以外の部分とに分離する分離手段と、
前記分離手段によって分離された部分に対し輝度補正を施す輝度補正手段とを備えることを特徴とする医療用データ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の医療用データ処理装置において、
前記輝度補正手段は、前記薬剤分布画像における前記構造物に相当する部分に対し輝度補正を施すことを特徴とする医療用データ処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の医療用データ処理装置において、
前記輝度補正手段は、前記薬剤分布画像における前記構造物を除外した部分に相当する部分に対し輝度補正を施すことを特徴とする医療用データ処理装置。
【請求項４】
被検体内に放射線を透過させることにより被検体内の放射線透過率がイメージングされた透過画像を取得する透視画像取得手段と、
被検体内の放射性薬剤の分布がイメージングされた薬剤分布画像を取得する薬剤分布画像取得手段と、
前記透過画像に写り込んだ被検体の構造物を抽出する抽出手段と、
前記薬剤分布画像を前記抽出手段により抽出された部分とそれ以外の部分とに分離する分離手段と、
前記分離手段によって分離された部分に対し輝度補正を施す輝度補正手段とを備えることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項５】
請求項４に記載の放射線断層撮影装置において、
前記輝度補正手段は、前記薬剤分布画像における前記構造物に相当する部分に対し輝度補正を施すことを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項６】
請求項４に記載の放射線断層撮影装置において、
前記輝度補正手段は、前記薬剤分布画像における前記構造物を除外した部分に相当する部分に対し輝度補正を施すことを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項７】
請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、
前記透視画像取得手段および前記薬剤分布画像取得手段は、被検体を導入させる開口部が設けられたガントリをそれぞれ備え、
前記透視画像取得手段のガントリと前記薬剤分布画像取得手段のガントリとは、互いの開口部が連接するように配列されていることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項１】
被検体内に放射線を透過させることにより被検体内の形態がイメージングされた透過画像に写り込んだ被検体の構造物を抽出する抽出手段と、
被検体内の放射性薬剤の分布がイメージングされた薬剤分布画像を前記抽出手段により抽出された部分とそれ以外の部分とに分離する分離手段と、
前記分離手段によって分離された部分に対し輝度補正を施す輝度補正手段とを備えることを特徴とする医療用データ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の医療用データ処理装置において、
前記輝度補正手段は、前記薬剤分布画像における前記構造物に相当する部分に対し輝度補正を施すことを特徴とする医療用データ処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の医療用データ処理装置において、
前記輝度補正手段は、前記薬剤分布画像における前記構造物を除外した部分に相当する部分に対し輝度補正を施すことを特徴とする医療用データ処理装置。
【請求項４】
被検体内に放射線を透過させることにより被検体内の放射線透過率がイメージングされた透過画像を取得する透視画像取得手段と、
被検体内の放射性薬剤の分布がイメージングされた薬剤分布画像を取得する薬剤分布画像取得手段と、
前記透過画像に写り込んだ被検体の構造物を抽出する抽出手段と、
前記薬剤分布画像を前記抽出手段により抽出された部分とそれ以外の部分とに分離する分離手段と、
前記分離手段によって分離された部分に対し輝度補正を施す輝度補正手段とを備えることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項５】
請求項４に記載の放射線断層撮影装置において、
前記輝度補正手段は、前記薬剤分布画像における前記構造物に相当する部分に対し輝度補正を施すことを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項６】
請求項４に記載の放射線断層撮影装置において、
前記輝度補正手段は、前記薬剤分布画像における前記構造物を除外した部分に相当する部分に対し輝度補正を施すことを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項７】
請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、
前記透視画像取得手段および前記薬剤分布画像取得手段は、被検体を導入させる開口部が設けられたガントリをそれぞれ備え、
前記透視画像取得手段のガントリと前記薬剤分布画像取得手段のガントリとは、互いの開口部が連接するように配列されていることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−８８３８６（Ｐ２０１３−８８３８６Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３１５９３（Ｐ２０１１−２３１５９３）
【出願日】平成２３年１０月２１日（２０１１．１０．２１）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２１日（２０１１．１０．２１）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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