核医学診断装置及び画像処理装置
【課題】核医学検査における画像診断精度の向上を実現する核医学診断装置及び画像処理装置の提供。
【解決手段】検出器１４は、被検体Ｐ内の放射性同位元素から放出されたガンマ線を検出する。再構成処理部３２は、検出器１４からの出力に基づいて被検体Ｐ内における放射性同位元素の濃度分布を表わすＳＰＥＣＴ画像のデータを生成する。身体測定値補正部４６は、生成されたＳＰＥＣＴ学画像のデータを、被検体Ｐに含まれるガンマ線の吸収体量に応じて変化する身体測定値に応じて補正する。表示部５２は、補正されたＳＰＥＣＴ画像を表示する。
【解決手段】検出器１４は、被検体Ｐ内の放射性同位元素から放出されたガンマ線を検出する。再構成処理部３２は、検出器１４からの出力に基づいて被検体Ｐ内における放射性同位元素の濃度分布を表わすＳＰＥＣＴ画像のデータを生成する。身体測定値補正部４６は、生成されたＳＰＥＣＴ学画像のデータを、被検体Ｐに含まれるガンマ線の吸収体量に応じて変化する身体測定値に応じて補正する。表示部５２は、補正されたＳＰＥＣＴ画像を表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内における放射性同位元素（放射性医薬品：ＲＩ（radioactive isotope））の集積を評価する核医学診断装置及び画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
核医学検査においてＳＰＥＣＴ（single photon emission computed tomography）収集やＰＥＴ（positron emission tomography）収集を行なう核医学診断装置が利用されている。この核医学診断装置は、被検体内のＲＩから放射されるガンマ線を収集して、被検体内のＲＩの濃度分布を表す画像（以下、核医学画像と呼ぶことにする）のデータを生成する（例えば、特許文献１参照）。核医学検査においては、この核医学画像を利用して画像診断が行なわれている。
【０００３】
核医学検査において画像診断する場合、治療前と治療後とのそれぞれにおいて生成された核医学画像同士を比較読影する場合がある。しかし、治療前と治療後とでは、被検体の体重や胸囲／腹囲等の身体測定値、すなわち被検体内のガンマ線の吸収体の量が異なる場合がある。そのため核医学診断装置は、身体状態の経時的変化に伴うＲＩ集積を過小あるいは過大評価してしまう。このような過小あるいは過大評価のため、ＲＩ集積の経時的変化等を精度良く診断することはとても難しく、核医学検査における画像診断精度の向上が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１―１５３６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、核医学検査における画像診断精度の向上を実現する核医学診断装置及び画像処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１局面に係る核医学診断装置は、被検体内の放射性同位元素から放出されたガンマ線を検出する検出器と、前記検出器からの出力に基づいて前記被検体内における前記放射性同位元素の濃度分布を表わす核医学画像のデータを生成する生成部と、前記生成された核医学画像のデータを、前記被検体に含まれる前記ガンマ線の吸収体量に応じて変化する身体測定値に応じて補正する補正部と、前記補正された核医学画像を表示する表示部と、を具備する。
【０００７】
本発明の第２局面に係る核医学診断装置は、被検体内の放射性同位元素から放出されたガンマ線を検出する検出器と、前記検出器からの出力に基づいて第１の収集時刻における前記被検体に関する第１の核医学画像のデータを生成する生成部と、前記第１の収集時刻より前の第２の収集時刻における前記被検体に関する第２の核医学画像のデータを記憶する記憶部と、前記第１の収集時刻における前記被検体に関する第１の身体測定値に応じて前記第１の核医学画像を補正し、前記第２の収集時刻における前記被検体に関する第２の身体測定値に応じて前記第２の核医学画像を補正する補正部と、前記補正された第１の核医学画像の所定領域における第１の平均画素値を計算し、前記補正された第２の核医学画像の所定領域における第２の平均画素値を計算する計算部と、前記計算された第１の平均画素値と第２の平均画素値との比を表示する表示部と、を具備する。
【０００８】
本発明の第３局面に係る画像処理装置は、第１の収集時刻における被検体に関する第１の核医学画像のデータと、第２の収集時刻における前記被検体に関する第２の核医学画像のデータとを記憶する記憶部と、前記第１の収集時刻における前記被検体に関する第１の身体情報に応じて前記第１の核医学画像を補正し、前記第２の収集時刻における前記被検体に関する第２の身体情報に応じて前記第２の核医学画像を補正する補正部と、前記補正された第１の核医学画像の所定領域における第１の平均画素値を計算し、前記補正された第２の核医学画像の所定領域における第２の平均画素値を計算する計算部と、前記計算された第１の平均画素値と第２の平均画素値とを表示する表示部と、を具備する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、核医学検査における画像診断精度の向上を実現する核医学診断装置及び画像処理装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る核医学診断装置の構成を示す図。
【図２】本実施形態に係る身体測定値と被検体内のガンマ線の吸収体量との関係を説明するための図。
【図３】図１のシステム制御部の制御により実行される画像処理の典型的な流れを示す図。
【図４】図１の身体測定値補正部に保持されている身体測定値―吸収率テーブルの一例を示す図。
【図５】図３のステップＳ８において表示部に表示される表示画面の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係わる核医学診断装置と画像処理装置とを説明する。
【００１２】
なお、本実施形態に係る核医学診断装置は、ＳＰＥＣＴ収集を行なうＳＰＥＣＴ装置でもＰＥＴ収集を行なうＰＥＴ装置でもどちらにも適用可能である。しかしながら、以下の実施形態を具体的に行なうため、核医学診断装置はＳＰＥＣＴ装置であるとする。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るＳＰＥＣＴ装置１の構成を示す図である。図１に示すように、ＳＰＥＣＴ装置１は、互いにケーブル等で接続されるガントリ１０とコンピュータ装置とを備える。
【００１４】
ガントリ１０は、円環又は円板状の回転フレーム１２を回転軸ＲＡ周りに回転可能に支持する。回転フレーム１２は、撮影領域ＦＯＶ内の回転軸ＲＡを取り囲むように複数の検出器１４を搭載している。すなわち回転フレーム１２は、複数の検出器１４を回転軸ＲＡ回りに回動可能に支持する支持機構である。なお撮影領域ＦＯＶには、天板１６に載置された被検体Ｐが含まれている。回転フレーム１２は、回転駆動部１８からの駆動信号の供給を受けて複数の検出器１４を断続的に回転する。回転フレーム１２は、回転駆動部１８からの駆動信号の供給を受けて所定のタイミング及び所定の回転角度で検出器１４を回転する。具体的には、回転フレーム１２は、収集条件の１つである収集時間だけ停止し、収集時間が過ぎると回転軸ＲＡ周りに所定角度だけ回転し、再び収集時間だけ停止する。所定角度は、収集条件の１つであるビュー数に応じて決定される。なお、ビューとは１の収集時間において収集される投影データの集合である。すなわちビュー数とは、収集回数である。このようにして回転フレーム１２は、停止と回転とを繰り返しながら検出器１４を回転軸ＲＡ周りに１周させる。
【００１５】
検出器１４は、例えばＮａＩシンチレータに光電子増倍管やフォトダイオードが取り付けられてなる検出素子が２次元状に配列された検出器、またはＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）といった化合物半導体片にバイアス電極と信号電極とが取り付けられてなる検出素子が２次元状に配列された検出器である。各検出素子は、収集制御部２８からの制御信号に応じて、被検体Ｐに投与されたシングルフォトン放出核種（ＲＩ）から放出されたシングルフォトンのガンマ線を検出し、ガンマ線のフォトン数に応じたアナログの電気信号を生成する。このようにして検出器１４は、被検体の周囲を回転しながら放射線を繰り返し検出し、電気信号を繰り返し生成する。生成された電気信号は、コンピュータ装置２０に収容される位置信号生成部２２とエネルギー信号生成部２４とに供給される。
【００１６】
なお、本実施形態において検出器１４の数は、１以上であれば幾つでも構わないが、以下の説明を具体的に行なうため、検出器１４は２つであるとする。
【００１７】
また、ＳＰＥＣＴ装置１には、上述のように、回転軸ＲＡ周りに回動可能に設けられた数個の検出器を回転させることによりデータを収集する回転タイプの他に、回転軸周りに固定的に設けられた多数の検出器によりデータを収集する固定タイプがある。本実施形態におけるＳＰＥＣＴ装置は、回転タイプとして説明するが固定タイプであってもよい。
【００１８】
コンピュータ装置２０は、位置信号生成部２２、エネルギー信号生成部２４、データ収集部２６、収集制御部２８、前処理部３０、再構成処理部３２、及び画像処理装置４０を備える。
【００１９】
位置信号生成部２２は、各検出器１４からの電気信号をデジタル変換する。そして位置信号生成部２２は、デジタル変換された電気信号に基づいてガンマ線の入射位置を計算し、計算された入射位置を表す位置信号を生成する。
【００２０】
エネルギー信号生成部２４は、各検出器１４からの電気信号をデジタル変換する。そしてエネルギー信号生成部２４は、デジタル変換された電気信号に基づいてガンマ線のエネルギーを表すエネルギー信号を生成する。エネルギー信号は、１つの収集時間において検出器１４により検出された電気信号のカウント数に依存する。
【００２１】
データ収集部２６は、データを蓄積しておくための収集メモリを有する。データ収集部２６は、位置信号生成部２２からの位置信号に対応する収集メモリ上のアドレスを特定し、特定されたアドレスにエネルギー信号生成部２４からのエネルギー信号を蓄積する。このように位置信号に関連付けられたエネルギー信号は、投影データと呼ばれている。データ収集部２６は、収集制御部２８からの制御信号に応じて、再構成処理に必要なビュー分の投影データ、例えば、３６０度分の投影データを収集する。
【００２２】
収集制御部２８は、収集条件に応じて回転駆動部１８や検出器１４、データ収集部２６に制御信号を供給し、被検体内のＲＩから放出されたガンマ線をＳＰＥＣＴ収集する。収集条件とは、例えば、ビュー数や、ビュー毎の収集時間、収集拡大率等である。そして収集制御部２８は、再構成処理に必要なビュー分の投影データ、例えば、３６０度分の投影データをデータ収集部２６に収集させる。
【００２３】
前処理部３０は、ＳＰＥＣＴ装置において一般的に行なわれている前処理、すなわち回転中心補正や散乱腺補正、均一性補正を投影データに行なう。
【００２４】
再構成処理部３２は、前処理部３０から投影データを読み出し、読み出された投影データを再構成処理し、ＲＩの濃度分布を表すボリュームデータを生成する。そして再構成処理部３２は、生成されたボリュームデータに基づいて、被検体Ｐの体軸に直交する複数の断面に関する複数の断面画像（以下、ＳＰＥＣＴ画像と呼ぶことにする）のデータをそれぞれ生成する。なお再構成処理部３２は、ボリュームデータを生成することなく、投影データから直接的に複数のＳＰＥＣＴ画像のデータを生成してもよい。生成されたＳＰＥＣＴ画像は、収集条件の１つである収集拡大率に応じて拡大されている。生成された複数のＳＰＥＣＴ画像のデータは、画像処理装置４０に搭載される記憶部４２に供給される。
【００２５】
画像処理装置４０は、記憶部４２、ＲＩ投与量・収集条件補正部４４、身体測定値補正部４６、ＲＯＩ設定部４８、集積率計算部５０、表示部５２、入力部５４、及びシステム制御部５６を備える。
【００２６】
記憶部４２は、ハードディスクや半導体メモリ等からなる記憶装置を含む。記憶部４２は、再構成処理部３２からの複数のＳＰＥＣＴ画像のデータを記憶する。本実施形態に係る記憶部４２は、治療前と治療後とにそれぞれ生成されたＳＰＥＣＴ画像のデータにその時のＲＩ投与量、収集条件、及び被検体の身体測定値を関連付けて記憶する。また、記憶部４２は、ＳＰＥＣＴ収集を行なうための制御プログラムや、本実施形態に特有な画像処理を行なうための画像処理プログラムを記憶する。
【００２７】
ＲＩ投与量・収集条件補正部４４は、被検体に投与されたＲＩの量（以下、ＲＩ投与量と呼ぶことにする）や収集条件に応じてＳＰＥＣＴ画像を補正する。ＲＩ投与量や収集条件での補正としては、例えば、ＲＩ投与量や、ＲＩを投与してからデータ収集までの時間、ビュー数、収集時間等に応じてＳＰＥＣＴ画像に補正係数を乗ずる方法がある。このＲＩ投与量や収集条件での補正は、公知技術であるので説明は省略する。
【００２８】
身体測定値補正部４６は、ＲＩ投与量・収集条件補正部４４により補正されたＳＰＥＣＴ画像を、被検体に含まれるガンマ線の吸収体量に応じて変化する身体測定値に応じて補正する。具体的には、身体測定値補正部４６は、被検体の身体測定値に従って被検体のガンマ線の吸収率を計算する。そして身体測定値補正部４６は、計算された吸収率に従ってＳＰＥＣＴ画像を補正する。なお身体測定値とは、被検体の体型に関する測定値であり例えば、体重、胸囲、腹囲、体脂肪率等が挙げられる。
【００２９】
ＲＯＩ設定部４８は、ユーザにより入力部５４を介して選択されたＳＰＥＣＴ画像上の領域に関心領域（ＲＯＩ：region of interest）を設定する。
【００３０】
集積率計算部５０は、ＲＯＩ設定部４８により設定されたＲＯＩ内の画素の画素値に基づいて、ＲＯＩ内におけるＲＩの集積率を計算する。集積率としては、例えば、ＲＯＩ内における複数のピクセルの平均画素値が採用される。また、集積率計算部５０は、２つのＳＰＥＣＴ画像について計算された集積率の比を計算することも可能である。
【００３１】
表示部５２は、例えばＣＲＴディスプレイや、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等の表示デバイスを備える。表示部５２は、身体測定値補正部４６により補正されたＳＰＥＣＴ画像を表示したり、集積率計算部５０により計算された集積率や集積率の比を表示したりする。
【００３２】
入力部５４は、キーボードやマウス、各種ボタン、タッチキーパネル等の入力デバイスを備える。入力部５４は、ユーザによる入力デバイスの操作により収集条件や収集開始指示、画像処理の開始、ＲＯＩ位置、身体測定値を入力したりする。
【００３３】
システム制御部５６は、核医学診断装置１の中枢として機能する。具体的には、システム制御部５６は、記憶部４２に記憶されている制御プログラムを読みだしてメモリ上に展開し、ＳＰＥＣＴ装置１の各部を制御することによってＳＰＥＣＴ収集を実行する。また、システム制御部５６は、記憶部４２に記憶されている画像処理プログラムを読みだしてメモリ上に展開しコンピュータ装置（画像処理装置）の各部を制御することによって、本実施形態に特有な画像処理を実行する。
【００３４】
以下、本実施形態に係るＳＰＥＣＴ装置１の動作を、ＲＩとして１３１Ｉを使用する副腎検査を臨床例に挙げて説明する。副腎検査においては、しばしば異なる収集時刻、典型的には治療前と治療後とに関するＳＰＥＣＴ画像の比較読影が行なわれる。この比較読影によりＲＩ集積の経過観察が行われている。
【００３５】
まずは図２を参照しながら被検体Ｐ内のガンマ線の吸収体量と身体測定値との関係を説明する。病変部の治療前においては、１３１Ｉ等のＲＩが被検体Ｐに投与されＳＰＥＣＴ収集が行われる。ＳＰＥＣＴ収集により得られたＳＰＥＣＴ画像上で病変部が発見され、治療が行なわれると再びＳＰＥＣＴ収集が行なわれる。なお治療後の被検体は、治療前に比して痩せているものとする。
【００３６】
ＲＩから放射されるガンマ線は、被検体Ｐ内の吸収体ＧＫに吸収される。従って、ＲＩから放射されるガンマ線は、吸収体ＧＫにより減衰されて検出器１４に検出される。ここで、吸収体ＧＫがない場合のカウント数（エネルギー信号）ＫＣに対する、吸収体ＧＫがある場合のカウント数ＧＣの割合（１−（ＧＣ／ＫＣ）×１００）を吸収率と呼ぶことにする。吸収率は、ＲＩから検出器１４までのガンマ線の放射経路上にある吸収体量に応じて変化する。すなわち吸収体量が少なければ少ないほど、吸収率は小さくなる。換言すれば、たとえＳＰＥＣＴ画像間で同じＲＩ濃度であったとしても、吸収体量が少なければ少ないほど、カウント数は大きくなりＳＰＥＣＴ画像の画素値が大きくなる。このように吸収体量は、ＳＰＥＣＴ画像の定量性を低下させている要因となっている。
【００３７】
吸収体ＧＫは、筋肉や脂肪、骨、体液等、被検体Ｐを形作る全ての物質にあてはまる。従って、図２の場合、被検体Ｐは治療前に比して治療後の方が痩せているので、治療後の吸収体ＧＫの量は治療前に比して少ない。すなわち、吸収体ＧＫの量は、被検体の体重や胸囲、腹囲、体脂肪率等の身体測定値に相関すると考えられる。従って、身体測定値は、ＳＰＥＣＴ画像の画素値の補正パラメータとして用いることができると考えられる。このような考えに従って本実施形態に係るＳＰＥＣＴ装置１は、身体測定値に応じてＳＰＥＣＴ画像を補正し、ＳＰＥＣＴ画像の定量性の低下を抑制する。
【００３８】
以下、図３を参照しながら、システム制御部５６の制御により実行される画像処理の典型的な動作例を説明する。なお、治療前におけるＳＰＥＣＴ画像のデータと治療後におけるＳＰＥＣＴ画像のデータとは予め再構成処理部３２により生成され、記憶部４２に記憶されているものとする。ここで、治療前に生成されたＳＰＥＣＴ画像を治療前ＳＰＥＣＴ画像、治療後に生成されたＳＰＥＣＴ画像を治療後ＳＰＥＣＴ画像と呼ぶことにする。なお治療前ＳＰＥＣＴ画像と治療後ＳＰＥＣＴ画像とは、同一のＲＩ投与量、且つ同一の収集条件で収集されているものとする。
【００３９】
図３に示すように、まずシステム制御部５６は、ユーザからの入力部５４を介した開始指示を受けると、処理対象の治療前ＳＰＥＣＴ画像のデータと治療後ＳＰＥＣＴ画像のデータとを記憶部４２から読み出し（ステップＳ１）、ＲＩ投与量・収集条件補正部４４に供給する。そしてシステム制御部５６は、ＲＩ投与量・収集条件補正部４４に補正処理を行なわせる（ステップＳ２）。
【００４０】
ステップＳ２においてＲＩ投与量・収集条件補正部４４は、治療前ＳＰＥＣＴ画像と治療後ＳＰＥＣＴ画像とを同一のＲＩ投与量や収集条件で補正する。例えば、ＲＩ投与量・収集条件補正部４４は、治療前と治療後とのそれぞれにおけるＲＩ投与からＳＰＥＣＴ収集終了までの時間に応じて、治療前ＳＰＥＣＴ画像に対する補正係数と治療後ＳＰＥＣＴ画像に対する補正係数を決定する。そしてＲＩ投与量・収集条件補正部４４は、各補正係数を各ＳＰＥＣＴ画像に乗ずることにより補正する。補正された治療前ＳＰＥＣＴ画像のデータと補正された治療後ＳＰＥＣＴ画像のデータとは、身体測定値補正部４６に供給される。
【００４１】
ステップＳ２が行なわれるとシステム制御部５６は、身体測定値補正部４６にガンマ線の吸収率の計算処理を行わせる（ステップＳ３）。
【００４２】
ステップＳ３において身体測定値補正部４６は、治療前のＳＰＥＣＴ収集時における被検体の身体測値に基づいて治療前における被検体のガンマ線の吸収率を計算する。また、治療後のデータ収集時における被検体の身体測値に基づいて治療後における被検体のガンマ線の吸収率を計算する。典型的には、身体測定値補正部４６は、身体測定値と吸収率とを関連付けたテーブル（以下、身体測定値―吸収率テーブルと呼ぶことにする）を利用して吸収率を得る。
【００４３】
図４は、身体測定値―吸収率テーブルの一例を示す図である。なお図４に示す身体測定値―吸収率テーブルは、身体測定値として体重［ｋｇ］と腹囲［ｃｍ］とを採用している。図４に示すように、身体測定値―吸収率テーブルは、体重［ｋｇ］と腹囲［ｃｍ］とを入力とし、吸収率［％］を出力とするテーブルである。つまり身体測定値補正部４６は、治療前における被検体の体重と胸囲とをテーブルに入力し、治療前における被検体の吸収率を得る。例えば、体重１００ｋｇで胸囲９０ｃｍとすると、吸収率２３％が得られる。身体測定値と吸収率との関係は、試行錯誤的に臨床実験により得ることができる。身体測定値―吸収率テーブルは、被検体によらない標準的なものであっても、被検体固有のものであってもよい。なお身体測定値―吸収率テーブルは、２つの身体測定値、すなわち体重と腹囲とを入力するとしたが、これに限定されない。例えば、身体測定値―吸収率テーブルは、１つの身体測定値を入力するものとしてもよい。
【００４４】
なお身体測定値は、医師等のユーザにより入力部５４を介して入力されるとよい。また他の方法として、ＳＰＥＣＴ画像に身体測定値のデータを関連付けておき、身体測定値補正部４６がこの身体測定値のデータを読み取って入力してもよい。
【００４５】
ステップＳ３が行なわれるとシステム制御部５６は、身体測定値補正部４６にＳＰＥＣＴ画像の補正処理を行なわせる（ステップＳ４）。
【００４６】
ステップＳ４において身体測定値補正部４６は、ステップＳ３において計算された治療前吸収率に応じて治療前ＳＰＥＣＴ画像を補正し、治療後吸収率に応じて治療後ＳＰＥＣＴ画像を補正する。具体的には、まず身体測定値補正部４６は、ステップＳ３において計算された吸収率に基づいて補正係数を計算する。補正係数は、例えば、以下の（１）式により計算される。
補正係数＝１−吸収率 ・・・（１）
そして補正係数が計算されると身体測定値補正部４６は、（１）式により計算された補正係数をＳＰＥＣＴ画像に乗じて補正する。このようにして治療前における被検体の身体測定値で治療前ＳＰＥＣＴ画像を補正し、また、治療後における被検体の身体測定値で治療後ＳＰＥＣＴ画像を補正することができる。以下、身体測定値で補正された治療前ＳＰＥＣＴ画像を治療前補正画像、身体測定値で補正された治療後ＳＰＥＣＴ画像を治療後補正画像と呼ぶことにする。生成された治療前補正画像のデータと治療後補正画像のデータとは、ＲＯＩ設定部４８に供給される。
【００４７】
ステップＳ４が行なわれるとシステム制御部５６は、ＲＯＩ設定部４８にＲＯＩの設定処理を行なわせる（ステップＳ５）。
【００４８】
ステップＳ５においてＲＯＩ設定部４８は、ステップＳ４において生成された治療前補正画像と治療後補正画像とのそれぞれにＲＯＩを設定する。なおステップＳ５においては、ＲＯＩ設定対象のＳＰＥＣＴ画像、すなわち治療前補正画像と治療後補正画像とが同時あるいは個別に表示部５２に表示されている。ユーザは、表示された各補正画像を観察して各ＲＯＩの場所を決め、入力部５４を介して各補正画像にＲＯＩ位置を指定する。ＲＯＩ位置が指定されるとＲＯＩ設定部４８は、指定されたＲＯＩ位置にＲＯＩを設定する。設定されるＲＯＩ同士は、解剖学的な同一位置にあるＲＩ部分に設定される。これにより治療前補正画像上には治療前ＲＯＩが、治療後補正画像上には治療後ＲＯＩが設定される。治療前ＲＯＩのデータと治療後ＲＯＩのデータとは、集積率計算部５０に供給される。
【００４９】
ステップＳ５が行なわれるとシステム制御部５６は、集積率計算部５０に集積率の計算処理を行なわせる（ステップＳ６）。
【００５０】
ステップＳ６において集積率計算部５０は、設定された各ＲＯＩ内の画素値に基づいて集積率を計算する。具体的には、集積率計算部５０は、治療前ＲＯＩを構成する複数の画素の画素値の平均値を算出する。算出された平均値が治療前の被検体に関する集積率である。同様に、集積率計算部５０は、治療後ＲＯＩを構成する複数の画素の画素値の平均値を、治療後の被検体に関する集積率として計算する。
【００５１】
ステップＳ６が行なわれるとシステム制御部５６は、集積率計算部５０に集積率の比の計算処理を行なわせる（ステップＳ７）。
【００５２】
ステップＳ７において集積率計算部５０は、治療前の被検体に関する集積率と治療後の被検体に関する集積率との比、すなわち治療前の平均カウント数と治療後の平均カウント数との比を計算する。具体的には、治療前の集積率Ａ１に対する治療後の集積率Ａ２、すなわちＡ２／Ａ１を集積率の比として計算する。治療前の集積率Ａ１、治療後の集積率Ａ２、比Ａ２／Ａ１のデータは、表示部５２に供給される。
【００５３】
ステップＳ７が行なわれるとシステム制御部５６は、表示部５２に表示処理を行なわせる（ステップＳ８）。
【００５４】
ステップＳ８において表示部５２は、治療前補正画像や治療後補正画像を所定のレイアウトで表示する。さらに表示部５２は、この表示画面に治療前の集積率、治療後の集積率及び集積率の比を表示してもよい。
【００５５】
図５は、表示画面のレイアウト例を示す図である。図に示すように表示画面には、治療前補正画像Ｉ１と治療後補正画像Ｉ２とが並べて表示されている。上述のように補正画像Ｉ１、Ｉ２は、ＳＰＥＣＴ収集時における身体測定値で補正されている。従って補正画像Ｉ１、Ｉ２の画素値は、ＳＰＥＣＴ収集時における吸収体量に依存せず、ガンマ線の散乱等を除けば、ＲＩ量のみに依存するということができる。つまりユーザは、補正画像Ｉ１、Ｉ２を観察することで、ＲＩ集積量を定量性良く判断することができる。またユーザは、治療前補正画像Ｉ１と治療後補正画像Ｉ２とのグレーレベルやカラーレベルの差を観察することで、ＲＩ集積量の差を定量性良く判断することができる。従って、病変部の鑑別診断や治療経過等の精度が向上する。
【００５６】
また図５に示すように表示画面には、治療前の集積率Ａ１と治療後の集積率Ａ２とが表示される。図５においては、治療前の集積率Ａ１は１００、治療後の集積率Ａ２は２０である。集積率は、上述のように補正画像に基づいて計算されている。つまり集積率は、ガンマ線の吸収体がないものとして計算されており、すなわちＲＯＩ内におけるＲＩの集積量を定量性良く数値化したものであるといえる。従ってユーザは、この集積率を見ることで、被検体内のＲＩの集積量を客観的に知ることができる。またユーザは、治療前の集積率Ａ１と治療後の集積率Ａ２とを比較することで、治療前と治療後とにおけるＲＩ集積量を数字で客観的に評価することができる。
【００５７】
また図５に示すように表示画面には、治療前の集積率Ａ１と治療後の集積率Ａ２との比Ｒが表示される。比Ｒは、治療前と治療後との間の吸収体量の差にはよらず、治療前と治療後との間のＲＩ集積量の差のみによる。すなわちユーザは、比Ｒを参照することで、ＰＥＴ収集のＦＤＧ検査において良く利用されているＳＵＶ（standardized uptake value）のように、ＲＩの集積率を半定量的に評価することができる。
【００５８】
上記構成により本実施形態に係る核医学診断装置は、身体測定値によりＳＰＥＣＴ画像を補正する。従ってユーザは、身体状態の経時的変化に伴うＲＩ集積を過小あるいは過大評価することなく、ＲＩ集積の経時的変化等を精度良く診断することができる。かくして本実施形態は、核医学検査における画像診断精度の向上を実現する核医学診断装置及び画像処理装置の提供が可能となる。
【００５９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上本発明によれば、核医学検査における画像診断精度の向上を実現する核医学診断装置及び画像処理装置の提供を実現することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１…ＳＰＥＣＴ装置（核医学診断装置）、１０…ガントリ、１２…回転フレーム、１４…検出器、１６…天板、１８…回転駆動部、２０…コンピュータ装置、２２…位置信号生成部、２４…エネルギー信号生成部、２６…データ収集部、２８…収集制御部、３０…前処理部、３２…再構成処理部、４０…画像処理装置、４２…記憶部、４４…ＲＩ投与量・収集条件補正部、４６…身体測定値補正部、４８…ＲＯＩ設定部、５０…集積率計算部、５２…表示部、５４…入力部、５６…システム制御部、Ｐ…被検体、ＲＡ…回転軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内における放射性同位元素（放射性医薬品：ＲＩ（radioactive isotope））の集積を評価する核医学診断装置及び画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
核医学検査においてＳＰＥＣＴ（single photon emission computed tomography）収集やＰＥＴ（positron emission tomography）収集を行なう核医学診断装置が利用されている。この核医学診断装置は、被検体内のＲＩから放射されるガンマ線を収集して、被検体内のＲＩの濃度分布を表す画像（以下、核医学画像と呼ぶことにする）のデータを生成する（例えば、特許文献１参照）。核医学検査においては、この核医学画像を利用して画像診断が行なわれている。
【０００３】
核医学検査において画像診断する場合、治療前と治療後とのそれぞれにおいて生成された核医学画像同士を比較読影する場合がある。しかし、治療前と治療後とでは、被検体の体重や胸囲／腹囲等の身体測定値、すなわち被検体内のガンマ線の吸収体の量が異なる場合がある。そのため核医学診断装置は、身体状態の経時的変化に伴うＲＩ集積を過小あるいは過大評価してしまう。このような過小あるいは過大評価のため、ＲＩ集積の経時的変化等を精度良く診断することはとても難しく、核医学検査における画像診断精度の向上が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１―１５３６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、核医学検査における画像診断精度の向上を実現する核医学診断装置及び画像処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１局面に係る核医学診断装置は、被検体内の放射性同位元素から放出されたガンマ線を検出する検出器と、前記検出器からの出力に基づいて前記被検体内における前記放射性同位元素の濃度分布を表わす核医学画像のデータを生成する生成部と、前記生成された核医学画像のデータを、前記被検体に含まれる前記ガンマ線の吸収体量に応じて変化する身体測定値に応じて補正する補正部と、前記補正された核医学画像を表示する表示部と、を具備する。
【０００７】
本発明の第２局面に係る核医学診断装置は、被検体内の放射性同位元素から放出されたガンマ線を検出する検出器と、前記検出器からの出力に基づいて第１の収集時刻における前記被検体に関する第１の核医学画像のデータを生成する生成部と、前記第１の収集時刻より前の第２の収集時刻における前記被検体に関する第２の核医学画像のデータを記憶する記憶部と、前記第１の収集時刻における前記被検体に関する第１の身体測定値に応じて前記第１の核医学画像を補正し、前記第２の収集時刻における前記被検体に関する第２の身体測定値に応じて前記第２の核医学画像を補正する補正部と、前記補正された第１の核医学画像の所定領域における第１の平均画素値を計算し、前記補正された第２の核医学画像の所定領域における第２の平均画素値を計算する計算部と、前記計算された第１の平均画素値と第２の平均画素値との比を表示する表示部と、を具備する。
【０００８】
本発明の第３局面に係る画像処理装置は、第１の収集時刻における被検体に関する第１の核医学画像のデータと、第２の収集時刻における前記被検体に関する第２の核医学画像のデータとを記憶する記憶部と、前記第１の収集時刻における前記被検体に関する第１の身体情報に応じて前記第１の核医学画像を補正し、前記第２の収集時刻における前記被検体に関する第２の身体情報に応じて前記第２の核医学画像を補正する補正部と、前記補正された第１の核医学画像の所定領域における第１の平均画素値を計算し、前記補正された第２の核医学画像の所定領域における第２の平均画素値を計算する計算部と、前記計算された第１の平均画素値と第２の平均画素値とを表示する表示部と、を具備する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、核医学検査における画像診断精度の向上を実現する核医学診断装置及び画像処理装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る核医学診断装置の構成を示す図。
【図２】本実施形態に係る身体測定値と被検体内のガンマ線の吸収体量との関係を説明するための図。
【図３】図１のシステム制御部の制御により実行される画像処理の典型的な流れを示す図。
【図４】図１の身体測定値補正部に保持されている身体測定値―吸収率テーブルの一例を示す図。
【図５】図３のステップＳ８において表示部に表示される表示画面の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係わる核医学診断装置と画像処理装置とを説明する。
【００１２】
なお、本実施形態に係る核医学診断装置は、ＳＰＥＣＴ収集を行なうＳＰＥＣＴ装置でもＰＥＴ収集を行なうＰＥＴ装置でもどちらにも適用可能である。しかしながら、以下の実施形態を具体的に行なうため、核医学診断装置はＳＰＥＣＴ装置であるとする。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るＳＰＥＣＴ装置１の構成を示す図である。図１に示すように、ＳＰＥＣＴ装置１は、互いにケーブル等で接続されるガントリ１０とコンピュータ装置とを備える。
【００１４】
ガントリ１０は、円環又は円板状の回転フレーム１２を回転軸ＲＡ周りに回転可能に支持する。回転フレーム１２は、撮影領域ＦＯＶ内の回転軸ＲＡを取り囲むように複数の検出器１４を搭載している。すなわち回転フレーム１２は、複数の検出器１４を回転軸ＲＡ回りに回動可能に支持する支持機構である。なお撮影領域ＦＯＶには、天板１６に載置された被検体Ｐが含まれている。回転フレーム１２は、回転駆動部１８からの駆動信号の供給を受けて複数の検出器１４を断続的に回転する。回転フレーム１２は、回転駆動部１８からの駆動信号の供給を受けて所定のタイミング及び所定の回転角度で検出器１４を回転する。具体的には、回転フレーム１２は、収集条件の１つである収集時間だけ停止し、収集時間が過ぎると回転軸ＲＡ周りに所定角度だけ回転し、再び収集時間だけ停止する。所定角度は、収集条件の１つであるビュー数に応じて決定される。なお、ビューとは１の収集時間において収集される投影データの集合である。すなわちビュー数とは、収集回数である。このようにして回転フレーム１２は、停止と回転とを繰り返しながら検出器１４を回転軸ＲＡ周りに１周させる。
【００１５】
検出器１４は、例えばＮａＩシンチレータに光電子増倍管やフォトダイオードが取り付けられてなる検出素子が２次元状に配列された検出器、またはＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）といった化合物半導体片にバイアス電極と信号電極とが取り付けられてなる検出素子が２次元状に配列された検出器である。各検出素子は、収集制御部２８からの制御信号に応じて、被検体Ｐに投与されたシングルフォトン放出核種（ＲＩ）から放出されたシングルフォトンのガンマ線を検出し、ガンマ線のフォトン数に応じたアナログの電気信号を生成する。このようにして検出器１４は、被検体の周囲を回転しながら放射線を繰り返し検出し、電気信号を繰り返し生成する。生成された電気信号は、コンピュータ装置２０に収容される位置信号生成部２２とエネルギー信号生成部２４とに供給される。
【００１６】
なお、本実施形態において検出器１４の数は、１以上であれば幾つでも構わないが、以下の説明を具体的に行なうため、検出器１４は２つであるとする。
【００１７】
また、ＳＰＥＣＴ装置１には、上述のように、回転軸ＲＡ周りに回動可能に設けられた数個の検出器を回転させることによりデータを収集する回転タイプの他に、回転軸周りに固定的に設けられた多数の検出器によりデータを収集する固定タイプがある。本実施形態におけるＳＰＥＣＴ装置は、回転タイプとして説明するが固定タイプであってもよい。
【００１８】
コンピュータ装置２０は、位置信号生成部２２、エネルギー信号生成部２４、データ収集部２６、収集制御部２８、前処理部３０、再構成処理部３２、及び画像処理装置４０を備える。
【００１９】
位置信号生成部２２は、各検出器１４からの電気信号をデジタル変換する。そして位置信号生成部２２は、デジタル変換された電気信号に基づいてガンマ線の入射位置を計算し、計算された入射位置を表す位置信号を生成する。
【００２０】
エネルギー信号生成部２４は、各検出器１４からの電気信号をデジタル変換する。そしてエネルギー信号生成部２４は、デジタル変換された電気信号に基づいてガンマ線のエネルギーを表すエネルギー信号を生成する。エネルギー信号は、１つの収集時間において検出器１４により検出された電気信号のカウント数に依存する。
【００２１】
データ収集部２６は、データを蓄積しておくための収集メモリを有する。データ収集部２６は、位置信号生成部２２からの位置信号に対応する収集メモリ上のアドレスを特定し、特定されたアドレスにエネルギー信号生成部２４からのエネルギー信号を蓄積する。このように位置信号に関連付けられたエネルギー信号は、投影データと呼ばれている。データ収集部２６は、収集制御部２８からの制御信号に応じて、再構成処理に必要なビュー分の投影データ、例えば、３６０度分の投影データを収集する。
【００２２】
収集制御部２８は、収集条件に応じて回転駆動部１８や検出器１４、データ収集部２６に制御信号を供給し、被検体内のＲＩから放出されたガンマ線をＳＰＥＣＴ収集する。収集条件とは、例えば、ビュー数や、ビュー毎の収集時間、収集拡大率等である。そして収集制御部２８は、再構成処理に必要なビュー分の投影データ、例えば、３６０度分の投影データをデータ収集部２６に収集させる。
【００２３】
前処理部３０は、ＳＰＥＣＴ装置において一般的に行なわれている前処理、すなわち回転中心補正や散乱腺補正、均一性補正を投影データに行なう。
【００２４】
再構成処理部３２は、前処理部３０から投影データを読み出し、読み出された投影データを再構成処理し、ＲＩの濃度分布を表すボリュームデータを生成する。そして再構成処理部３２は、生成されたボリュームデータに基づいて、被検体Ｐの体軸に直交する複数の断面に関する複数の断面画像（以下、ＳＰＥＣＴ画像と呼ぶことにする）のデータをそれぞれ生成する。なお再構成処理部３２は、ボリュームデータを生成することなく、投影データから直接的に複数のＳＰＥＣＴ画像のデータを生成してもよい。生成されたＳＰＥＣＴ画像は、収集条件の１つである収集拡大率に応じて拡大されている。生成された複数のＳＰＥＣＴ画像のデータは、画像処理装置４０に搭載される記憶部４２に供給される。
【００２５】
画像処理装置４０は、記憶部４２、ＲＩ投与量・収集条件補正部４４、身体測定値補正部４６、ＲＯＩ設定部４８、集積率計算部５０、表示部５２、入力部５４、及びシステム制御部５６を備える。
【００２６】
記憶部４２は、ハードディスクや半導体メモリ等からなる記憶装置を含む。記憶部４２は、再構成処理部３２からの複数のＳＰＥＣＴ画像のデータを記憶する。本実施形態に係る記憶部４２は、治療前と治療後とにそれぞれ生成されたＳＰＥＣＴ画像のデータにその時のＲＩ投与量、収集条件、及び被検体の身体測定値を関連付けて記憶する。また、記憶部４２は、ＳＰＥＣＴ収集を行なうための制御プログラムや、本実施形態に特有な画像処理を行なうための画像処理プログラムを記憶する。
【００２７】
ＲＩ投与量・収集条件補正部４４は、被検体に投与されたＲＩの量（以下、ＲＩ投与量と呼ぶことにする）や収集条件に応じてＳＰＥＣＴ画像を補正する。ＲＩ投与量や収集条件での補正としては、例えば、ＲＩ投与量や、ＲＩを投与してからデータ収集までの時間、ビュー数、収集時間等に応じてＳＰＥＣＴ画像に補正係数を乗ずる方法がある。このＲＩ投与量や収集条件での補正は、公知技術であるので説明は省略する。
【００２８】
身体測定値補正部４６は、ＲＩ投与量・収集条件補正部４４により補正されたＳＰＥＣＴ画像を、被検体に含まれるガンマ線の吸収体量に応じて変化する身体測定値に応じて補正する。具体的には、身体測定値補正部４６は、被検体の身体測定値に従って被検体のガンマ線の吸収率を計算する。そして身体測定値補正部４６は、計算された吸収率に従ってＳＰＥＣＴ画像を補正する。なお身体測定値とは、被検体の体型に関する測定値であり例えば、体重、胸囲、腹囲、体脂肪率等が挙げられる。
【００２９】
ＲＯＩ設定部４８は、ユーザにより入力部５４を介して選択されたＳＰＥＣＴ画像上の領域に関心領域（ＲＯＩ：region of interest）を設定する。
【００３０】
集積率計算部５０は、ＲＯＩ設定部４８により設定されたＲＯＩ内の画素の画素値に基づいて、ＲＯＩ内におけるＲＩの集積率を計算する。集積率としては、例えば、ＲＯＩ内における複数のピクセルの平均画素値が採用される。また、集積率計算部５０は、２つのＳＰＥＣＴ画像について計算された集積率の比を計算することも可能である。
【００３１】
表示部５２は、例えばＣＲＴディスプレイや、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等の表示デバイスを備える。表示部５２は、身体測定値補正部４６により補正されたＳＰＥＣＴ画像を表示したり、集積率計算部５０により計算された集積率や集積率の比を表示したりする。
【００３２】
入力部５４は、キーボードやマウス、各種ボタン、タッチキーパネル等の入力デバイスを備える。入力部５４は、ユーザによる入力デバイスの操作により収集条件や収集開始指示、画像処理の開始、ＲＯＩ位置、身体測定値を入力したりする。
【００３３】
システム制御部５６は、核医学診断装置１の中枢として機能する。具体的には、システム制御部５６は、記憶部４２に記憶されている制御プログラムを読みだしてメモリ上に展開し、ＳＰＥＣＴ装置１の各部を制御することによってＳＰＥＣＴ収集を実行する。また、システム制御部５６は、記憶部４２に記憶されている画像処理プログラムを読みだしてメモリ上に展開しコンピュータ装置（画像処理装置）の各部を制御することによって、本実施形態に特有な画像処理を実行する。
【００３４】
以下、本実施形態に係るＳＰＥＣＴ装置１の動作を、ＲＩとして１３１Ｉを使用する副腎検査を臨床例に挙げて説明する。副腎検査においては、しばしば異なる収集時刻、典型的には治療前と治療後とに関するＳＰＥＣＴ画像の比較読影が行なわれる。この比較読影によりＲＩ集積の経過観察が行われている。
【００３５】
まずは図２を参照しながら被検体Ｐ内のガンマ線の吸収体量と身体測定値との関係を説明する。病変部の治療前においては、１３１Ｉ等のＲＩが被検体Ｐに投与されＳＰＥＣＴ収集が行われる。ＳＰＥＣＴ収集により得られたＳＰＥＣＴ画像上で病変部が発見され、治療が行なわれると再びＳＰＥＣＴ収集が行なわれる。なお治療後の被検体は、治療前に比して痩せているものとする。
【００３６】
ＲＩから放射されるガンマ線は、被検体Ｐ内の吸収体ＧＫに吸収される。従って、ＲＩから放射されるガンマ線は、吸収体ＧＫにより減衰されて検出器１４に検出される。ここで、吸収体ＧＫがない場合のカウント数（エネルギー信号）ＫＣに対する、吸収体ＧＫがある場合のカウント数ＧＣの割合（１−（ＧＣ／ＫＣ）×１００）を吸収率と呼ぶことにする。吸収率は、ＲＩから検出器１４までのガンマ線の放射経路上にある吸収体量に応じて変化する。すなわち吸収体量が少なければ少ないほど、吸収率は小さくなる。換言すれば、たとえＳＰＥＣＴ画像間で同じＲＩ濃度であったとしても、吸収体量が少なければ少ないほど、カウント数は大きくなりＳＰＥＣＴ画像の画素値が大きくなる。このように吸収体量は、ＳＰＥＣＴ画像の定量性を低下させている要因となっている。
【００３７】
吸収体ＧＫは、筋肉や脂肪、骨、体液等、被検体Ｐを形作る全ての物質にあてはまる。従って、図２の場合、被検体Ｐは治療前に比して治療後の方が痩せているので、治療後の吸収体ＧＫの量は治療前に比して少ない。すなわち、吸収体ＧＫの量は、被検体の体重や胸囲、腹囲、体脂肪率等の身体測定値に相関すると考えられる。従って、身体測定値は、ＳＰＥＣＴ画像の画素値の補正パラメータとして用いることができると考えられる。このような考えに従って本実施形態に係るＳＰＥＣＴ装置１は、身体測定値に応じてＳＰＥＣＴ画像を補正し、ＳＰＥＣＴ画像の定量性の低下を抑制する。
【００３８】
以下、図３を参照しながら、システム制御部５６の制御により実行される画像処理の典型的な動作例を説明する。なお、治療前におけるＳＰＥＣＴ画像のデータと治療後におけるＳＰＥＣＴ画像のデータとは予め再構成処理部３２により生成され、記憶部４２に記憶されているものとする。ここで、治療前に生成されたＳＰＥＣＴ画像を治療前ＳＰＥＣＴ画像、治療後に生成されたＳＰＥＣＴ画像を治療後ＳＰＥＣＴ画像と呼ぶことにする。なお治療前ＳＰＥＣＴ画像と治療後ＳＰＥＣＴ画像とは、同一のＲＩ投与量、且つ同一の収集条件で収集されているものとする。
【００３９】
図３に示すように、まずシステム制御部５６は、ユーザからの入力部５４を介した開始指示を受けると、処理対象の治療前ＳＰＥＣＴ画像のデータと治療後ＳＰＥＣＴ画像のデータとを記憶部４２から読み出し（ステップＳ１）、ＲＩ投与量・収集条件補正部４４に供給する。そしてシステム制御部５６は、ＲＩ投与量・収集条件補正部４４に補正処理を行なわせる（ステップＳ２）。
【００４０】
ステップＳ２においてＲＩ投与量・収集条件補正部４４は、治療前ＳＰＥＣＴ画像と治療後ＳＰＥＣＴ画像とを同一のＲＩ投与量や収集条件で補正する。例えば、ＲＩ投与量・収集条件補正部４４は、治療前と治療後とのそれぞれにおけるＲＩ投与からＳＰＥＣＴ収集終了までの時間に応じて、治療前ＳＰＥＣＴ画像に対する補正係数と治療後ＳＰＥＣＴ画像に対する補正係数を決定する。そしてＲＩ投与量・収集条件補正部４４は、各補正係数を各ＳＰＥＣＴ画像に乗ずることにより補正する。補正された治療前ＳＰＥＣＴ画像のデータと補正された治療後ＳＰＥＣＴ画像のデータとは、身体測定値補正部４６に供給される。
【００４１】
ステップＳ２が行なわれるとシステム制御部５６は、身体測定値補正部４６にガンマ線の吸収率の計算処理を行わせる（ステップＳ３）。
【００４２】
ステップＳ３において身体測定値補正部４６は、治療前のＳＰＥＣＴ収集時における被検体の身体測値に基づいて治療前における被検体のガンマ線の吸収率を計算する。また、治療後のデータ収集時における被検体の身体測値に基づいて治療後における被検体のガンマ線の吸収率を計算する。典型的には、身体測定値補正部４６は、身体測定値と吸収率とを関連付けたテーブル（以下、身体測定値―吸収率テーブルと呼ぶことにする）を利用して吸収率を得る。
【００４３】
図４は、身体測定値―吸収率テーブルの一例を示す図である。なお図４に示す身体測定値―吸収率テーブルは、身体測定値として体重［ｋｇ］と腹囲［ｃｍ］とを採用している。図４に示すように、身体測定値―吸収率テーブルは、体重［ｋｇ］と腹囲［ｃｍ］とを入力とし、吸収率［％］を出力とするテーブルである。つまり身体測定値補正部４６は、治療前における被検体の体重と胸囲とをテーブルに入力し、治療前における被検体の吸収率を得る。例えば、体重１００ｋｇで胸囲９０ｃｍとすると、吸収率２３％が得られる。身体測定値と吸収率との関係は、試行錯誤的に臨床実験により得ることができる。身体測定値―吸収率テーブルは、被検体によらない標準的なものであっても、被検体固有のものであってもよい。なお身体測定値―吸収率テーブルは、２つの身体測定値、すなわち体重と腹囲とを入力するとしたが、これに限定されない。例えば、身体測定値―吸収率テーブルは、１つの身体測定値を入力するものとしてもよい。
【００４４】
なお身体測定値は、医師等のユーザにより入力部５４を介して入力されるとよい。また他の方法として、ＳＰＥＣＴ画像に身体測定値のデータを関連付けておき、身体測定値補正部４６がこの身体測定値のデータを読み取って入力してもよい。
【００４５】
ステップＳ３が行なわれるとシステム制御部５６は、身体測定値補正部４６にＳＰＥＣＴ画像の補正処理を行なわせる（ステップＳ４）。
【００４６】
ステップＳ４において身体測定値補正部４６は、ステップＳ３において計算された治療前吸収率に応じて治療前ＳＰＥＣＴ画像を補正し、治療後吸収率に応じて治療後ＳＰＥＣＴ画像を補正する。具体的には、まず身体測定値補正部４６は、ステップＳ３において計算された吸収率に基づいて補正係数を計算する。補正係数は、例えば、以下の（１）式により計算される。
補正係数＝１−吸収率 ・・・（１）
そして補正係数が計算されると身体測定値補正部４６は、（１）式により計算された補正係数をＳＰＥＣＴ画像に乗じて補正する。このようにして治療前における被検体の身体測定値で治療前ＳＰＥＣＴ画像を補正し、また、治療後における被検体の身体測定値で治療後ＳＰＥＣＴ画像を補正することができる。以下、身体測定値で補正された治療前ＳＰＥＣＴ画像を治療前補正画像、身体測定値で補正された治療後ＳＰＥＣＴ画像を治療後補正画像と呼ぶことにする。生成された治療前補正画像のデータと治療後補正画像のデータとは、ＲＯＩ設定部４８に供給される。
【００４７】
ステップＳ４が行なわれるとシステム制御部５６は、ＲＯＩ設定部４８にＲＯＩの設定処理を行なわせる（ステップＳ５）。
【００４８】
ステップＳ５においてＲＯＩ設定部４８は、ステップＳ４において生成された治療前補正画像と治療後補正画像とのそれぞれにＲＯＩを設定する。なおステップＳ５においては、ＲＯＩ設定対象のＳＰＥＣＴ画像、すなわち治療前補正画像と治療後補正画像とが同時あるいは個別に表示部５２に表示されている。ユーザは、表示された各補正画像を観察して各ＲＯＩの場所を決め、入力部５４を介して各補正画像にＲＯＩ位置を指定する。ＲＯＩ位置が指定されるとＲＯＩ設定部４８は、指定されたＲＯＩ位置にＲＯＩを設定する。設定されるＲＯＩ同士は、解剖学的な同一位置にあるＲＩ部分に設定される。これにより治療前補正画像上には治療前ＲＯＩが、治療後補正画像上には治療後ＲＯＩが設定される。治療前ＲＯＩのデータと治療後ＲＯＩのデータとは、集積率計算部５０に供給される。
【００４９】
ステップＳ５が行なわれるとシステム制御部５６は、集積率計算部５０に集積率の計算処理を行なわせる（ステップＳ６）。
【００５０】
ステップＳ６において集積率計算部５０は、設定された各ＲＯＩ内の画素値に基づいて集積率を計算する。具体的には、集積率計算部５０は、治療前ＲＯＩを構成する複数の画素の画素値の平均値を算出する。算出された平均値が治療前の被検体に関する集積率である。同様に、集積率計算部５０は、治療後ＲＯＩを構成する複数の画素の画素値の平均値を、治療後の被検体に関する集積率として計算する。
【００５１】
ステップＳ６が行なわれるとシステム制御部５６は、集積率計算部５０に集積率の比の計算処理を行なわせる（ステップＳ７）。
【００５２】
ステップＳ７において集積率計算部５０は、治療前の被検体に関する集積率と治療後の被検体に関する集積率との比、すなわち治療前の平均カウント数と治療後の平均カウント数との比を計算する。具体的には、治療前の集積率Ａ１に対する治療後の集積率Ａ２、すなわちＡ２／Ａ１を集積率の比として計算する。治療前の集積率Ａ１、治療後の集積率Ａ２、比Ａ２／Ａ１のデータは、表示部５２に供給される。
【００５３】
ステップＳ７が行なわれるとシステム制御部５６は、表示部５２に表示処理を行なわせる（ステップＳ８）。
【００５４】
ステップＳ８において表示部５２は、治療前補正画像や治療後補正画像を所定のレイアウトで表示する。さらに表示部５２は、この表示画面に治療前の集積率、治療後の集積率及び集積率の比を表示してもよい。
【００５５】
図５は、表示画面のレイアウト例を示す図である。図に示すように表示画面には、治療前補正画像Ｉ１と治療後補正画像Ｉ２とが並べて表示されている。上述のように補正画像Ｉ１、Ｉ２は、ＳＰＥＣＴ収集時における身体測定値で補正されている。従って補正画像Ｉ１、Ｉ２の画素値は、ＳＰＥＣＴ収集時における吸収体量に依存せず、ガンマ線の散乱等を除けば、ＲＩ量のみに依存するということができる。つまりユーザは、補正画像Ｉ１、Ｉ２を観察することで、ＲＩ集積量を定量性良く判断することができる。またユーザは、治療前補正画像Ｉ１と治療後補正画像Ｉ２とのグレーレベルやカラーレベルの差を観察することで、ＲＩ集積量の差を定量性良く判断することができる。従って、病変部の鑑別診断や治療経過等の精度が向上する。
【００５６】
また図５に示すように表示画面には、治療前の集積率Ａ１と治療後の集積率Ａ２とが表示される。図５においては、治療前の集積率Ａ１は１００、治療後の集積率Ａ２は２０である。集積率は、上述のように補正画像に基づいて計算されている。つまり集積率は、ガンマ線の吸収体がないものとして計算されており、すなわちＲＯＩ内におけるＲＩの集積量を定量性良く数値化したものであるといえる。従ってユーザは、この集積率を見ることで、被検体内のＲＩの集積量を客観的に知ることができる。またユーザは、治療前の集積率Ａ１と治療後の集積率Ａ２とを比較することで、治療前と治療後とにおけるＲＩ集積量を数字で客観的に評価することができる。
【００５７】
また図５に示すように表示画面には、治療前の集積率Ａ１と治療後の集積率Ａ２との比Ｒが表示される。比Ｒは、治療前と治療後との間の吸収体量の差にはよらず、治療前と治療後との間のＲＩ集積量の差のみによる。すなわちユーザは、比Ｒを参照することで、ＰＥＴ収集のＦＤＧ検査において良く利用されているＳＵＶ（standardized uptake value）のように、ＲＩの集積率を半定量的に評価することができる。
【００５８】
上記構成により本実施形態に係る核医学診断装置は、身体測定値によりＳＰＥＣＴ画像を補正する。従ってユーザは、身体状態の経時的変化に伴うＲＩ集積を過小あるいは過大評価することなく、ＲＩ集積の経時的変化等を精度良く診断することができる。かくして本実施形態は、核医学検査における画像診断精度の向上を実現する核医学診断装置及び画像処理装置の提供が可能となる。
【００５９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上本発明によれば、核医学検査における画像診断精度の向上を実現する核医学診断装置及び画像処理装置の提供を実現することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１…ＳＰＥＣＴ装置（核医学診断装置）、１０…ガントリ、１２…回転フレーム、１４…検出器、１６…天板、１８…回転駆動部、２０…コンピュータ装置、２２…位置信号生成部、２４…エネルギー信号生成部、２６…データ収集部、２８…収集制御部、３０…前処理部、３２…再構成処理部、４０…画像処理装置、４２…記憶部、４４…ＲＩ投与量・収集条件補正部、４６…身体測定値補正部、４８…ＲＯＩ設定部、５０…集積率計算部、５２…表示部、５４…入力部、５６…システム制御部、Ｐ…被検体、ＲＡ…回転軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内の放射性同位元素から放出されたガンマ線を検出する検出器と、
前記検出器からの出力に基づいて前記被検体内における前記放射性同位元素の濃度分布を表わす核医学画像のデータを生成する生成部と、
前記生成された核医学画像のデータを、前記被検体に含まれる前記ガンマ線の吸収体量に応じて変化する身体測定値に応じて補正する補正部と、
前記補正された核医学画像を表示する表示部と、
を具備する核医学診断装置。
【請求項２】
前記補正された核医学画像上の所定領域内の画素値に基づいて前記所定領域に関する前記放射性同位元素の集積率を計算する計算部をさらに備え、
前記表示部は、前記計算された集積率を表示する、
請求項１記載の核医学診断装置。
【請求項３】
前記補正部は、複数の身体測定値と前記複数の身体測定値に応じた前記ガンマ線の複数の吸収率とを関連付けたテーブルを保持し、前記被検体に関する身体測定値に前記テーブル上で関連付けられた特定の吸収率を特定し、前記特定された特定の吸収率で前記核医学画像を補正する、請求項１記載の核医学診断装置。
【請求項４】
被検体内の放射性同位元素から放出されたガンマ線を検出する検出器と、
前記検出器からの出力に基づいて第１の収集時刻における前記被検体に関する第１の核医学画像のデータを生成する生成部と、
前記第１の収集時刻より前の第２の収集時刻における前記被検体に関する第２の核医学画像のデータを記憶する記憶部と、
前記第１の収集時刻における前記被検体に関する第１の身体測定値に応じて前記第１の核医学画像を補正し、前記第２の収集時刻における前記被検体に関する第２の身体測定値に応じて前記第２の核医学画像を補正する補正部と、
前記補正された第１の核医学画像の所定領域における第１の平均画素値を計算し、前記補正された第２の核医学画像の所定領域における第２の平均画素値を計算する計算部と、
前記計算された第１の平均画素値と第２の平均画素値との比を表示する表示部と、
を具備する核医学診断装置。
【請求項５】
第１の収集時刻における被検体に関する第１の核医学画像のデータと、第２の収集時刻における前記被検体に関する第２の核医学画像のデータとを記憶する記憶部と、
前記第１の収集時刻における前記被検体に関する第１の身体情報に応じて前記第１の核医学画像を補正し、前記第２の収集時刻における前記被検体に関する第２の身体情報に応じて前記第２の核医学画像を補正する補正部と、
前記補正された第１の核医学画像の所定領域における第１の平均画素値を計算し、前記補正された第２の核医学画像の所定領域における第２の平均画素値を計算する計算部と、
前記計算された第１の平均画素値と第２の平均画素値とを表示する表示部と、
を具備する画像処理装置。
【請求項１】
被検体内の放射性同位元素から放出されたガンマ線を検出する検出器と、
前記検出器からの出力に基づいて前記被検体内における前記放射性同位元素の濃度分布を表わす核医学画像のデータを生成する生成部と、
前記生成された核医学画像のデータを、前記被検体に含まれる前記ガンマ線の吸収体量に応じて変化する身体測定値に応じて補正する補正部と、
前記補正された核医学画像を表示する表示部と、
を具備する核医学診断装置。
【請求項２】
前記補正された核医学画像上の所定領域内の画素値に基づいて前記所定領域に関する前記放射性同位元素の集積率を計算する計算部をさらに備え、
前記表示部は、前記計算された集積率を表示する、
請求項１記載の核医学診断装置。
【請求項３】
前記補正部は、複数の身体測定値と前記複数の身体測定値に応じた前記ガンマ線の複数の吸収率とを関連付けたテーブルを保持し、前記被検体に関する身体測定値に前記テーブル上で関連付けられた特定の吸収率を特定し、前記特定された特定の吸収率で前記核医学画像を補正する、請求項１記載の核医学診断装置。
【請求項４】
被検体内の放射性同位元素から放出されたガンマ線を検出する検出器と、
前記検出器からの出力に基づいて第１の収集時刻における前記被検体に関する第１の核医学画像のデータを生成する生成部と、
前記第１の収集時刻より前の第２の収集時刻における前記被検体に関する第２の核医学画像のデータを記憶する記憶部と、
前記第１の収集時刻における前記被検体に関する第１の身体測定値に応じて前記第１の核医学画像を補正し、前記第２の収集時刻における前記被検体に関する第２の身体測定値に応じて前記第２の核医学画像を補正する補正部と、
前記補正された第１の核医学画像の所定領域における第１の平均画素値を計算し、前記補正された第２の核医学画像の所定領域における第２の平均画素値を計算する計算部と、
前記計算された第１の平均画素値と第２の平均画素値との比を表示する表示部と、
を具備する核医学診断装置。
【請求項５】
第１の収集時刻における被検体に関する第１の核医学画像のデータと、第２の収集時刻における前記被検体に関する第２の核医学画像のデータとを記憶する記憶部と、
前記第１の収集時刻における前記被検体に関する第１の身体情報に応じて前記第１の核医学画像を補正し、前記第２の収集時刻における前記被検体に関する第２の身体情報に応じて前記第２の核医学画像を補正する補正部と、
前記補正された第１の核医学画像の所定領域における第１の平均画素値を計算し、前記補正された第２の核医学画像の所定領域における第２の平均画素値を計算する計算部と、
前記計算された第１の平均画素値と第２の平均画素値とを表示する表示部と、
を具備する画像処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−４７８１９（Ｐ２０１１−４７８１９Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９７１５７（Ｐ２００９−１９７１５７）
【出願日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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