JP4083675B2

JP4083675B2 - Ｘ線計測装置及びそれに用いる検体識別具

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Publication number: JP4083675B2
Application number: JP2003428743A
Authority: JP
Inventors: 正樹小林; 茂花岡
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2023-12-25
Also published as: JP2005189023A

Description

本発明はＸ線計測装置及びそれに用いる検体識別具に関し、特に画像解析による検体識別技術に関する。

Ｘ線計測装置としては、Ｘ線ＣＴ装置、レントゲン装置、Ｘ線骨密度測定装置などが知られている。ここで、Ｘ線ＣＴ装置を例にとると、Ｘ線ＣＴ装置は、人体あるいは非生物の計測に用いられる他、例えば、動物実験の対象となった小動物（マウス、ハムスター、モルモット、ラット、犬、猫など）の計測にも用いられる。すなわち、小動物について複数の断層画像（ＣＴ画像）が形成され、それらの画像に基づいて実験結果が評価される。通常、動物実験では一度に大量の小動物が利用され、各小動物ごとにＣＴ計測後の画像データが管理される。そのような画像データの管理に当たっては、各検体ごとに識別情報を付与する必要がある。しかし、各検体のＣＴ測定時にユーザーによって識別情報を入力させると、非常に煩雑となり、また負担が大きい。更に取り違いなどの問題も生じやすい。これらの問題は、小動物以外の場合でも同様に指摘でき、また、ＣＴ測定以外の場合でも同様に指摘できる。なお、特許文献１に記載されたシステムでは無線を利用して検体管理を行っている。

特開平１１−２７６００２号

以上のように、Ｘ線測定の対象となる検体ごとに検体情報をユーザー入力させると、非常に煩雑であり、また負担が大きいという問題がある。また、検体の取り違いを生じやすいという問題がある。

本発明の目的は、検体情報を簡便に取り込めるようにすることにある。

本発明の他の目的は、検体と計測結果とを誤り無く対応付けられるようにすることにある。

（１）本発明に係るＸ線計測装置は、検体に設けられ、検体識別コードをもった検体識別具と、前記検体に対してＸ線を照射し、検体を透過したＸ線を検出するＸ線計測手段と、前記Ｘ線の検出データに基づいて検体画像を形成する画像形成手段と、前記検体画像に含まれる前記検体識別具の画像部分から前記検体識別コードを読み取るコード読み取り手段と、を含むことを特徴とする。

上記構成によれば、検体に対して検体識別具が取り付けられ、その検体識別具を用いて検体の識別がなされる。具体的には、検体に対してＸ線を照射してそれにより得られた検出データにより検体画像が形成され、その検体画像の解析によって検体識別具が有する検体識別コードが読み取られる。検体自体に検体識別具を備えたので、検体間の取り違いを防止でき、また画像解析によって検体識別コードを読み取ることができるので、ユーザーによる入力の手間や入力ミスの問題を解消できる。

検体は生物、特にネズミ、ハムスターなどの小動物であるのが望ましい。小動物に検体識別具を装着する場合には、計測対象部位を避けた部位に検体識別具を装着するのが望ましい。その部位としては尾が好適であり、尾を挿通する構造としておけば装着も容易である。検体識別具は、Ｘ線検出データ上で認識可能な材料で構成されるが、目視確認が必要な場合には、それに対して文字、記号などを別途付与してもよい。検体識別コードを構成する各ビットは二値あるいは多値を有する。ビット列は、バーコードのように機能するものである。検体識別コードの読み取りに当たっては画像全体を解析対象としてもよいし、検体識別具の位置が特定されているのであれば、特定のエリアあるいは特定のラインを解析対象としてもよい。

複数の検体に対してＸ線計測が同時又は順次行われる場合、つまり、Ｘ線計測装置に対して複数の検体が同時にセットされる場合には、各検体ごとに検体識別具が取り付けられ、また各検体ごとに検体識別コードが読み取られる。

望ましくは、前記検体識別コードは、Ｘ線減衰量の相違を用いて表現される。望ましくは、前記検体識別コードは複数のビットからなるビット列として構成され、前記ビット列を構成する各ビットは、Ｘ線減衰量が互いに異なる第１要素又は第２要素によって構成される。望ましくは、前記第１要素は、前記検体に含まれる骨のＸ線減衰量よりも大きなＸ線減衰量をもった第１部材によって構成され、前記第２要素は、前記第１部材のＸ線減衰量よりも小さなＸ線減衰量をもった第２部材又は空気層によって構成される。この構成によれば、ビットの値の判別を高精度に行える。骨よりも減衰量の高い材料で第１部材を構成すれば、骨を第１部材であるとして誤認してしまう問題を解決できる。

望ましくは、前記検体識別具は、前記検体の外表面に装着され、又は、前記検体内に埋設される。検体の外表面への検体識別具に当たっては、圧着（かしめ）固定、粘着テープによる固定、紐によってタグのように固定、パンチ固定などの各種の方法をあげることができる。検体内へ埋設する場合には差込み挿入、切開後縫合前に埋め込み挿入、などの方法をあげることができる。取り付ける向きによらずに検体識別コードを読み取れるように、検体識別具を構成するのが望ましい。

望ましくは、前記検体は小動物であり、前記検体識別具は前記小動物の尾を挿通させる挿通孔を有する。動物実験などで使用される小動物の尾は通常、計測対象以外の部位であるために、かかる部位に検体識別具を取り付ければ、計測の邪魔とならない。また尾を挿入させて固定できれば簡便である。なお、尾以外には、耳、手足などをあげることができる。

望ましくは、前記コード読み取り手段は、前記検体画像上において前記検体識別具の画像部分についての基準座標を検出する基準座標検出手段と、前記基準座標を基準として前記検体識別コードを構成する各ビットのビット座標を特定するビット座標特定手段と、前記各ビットのビット座標において画素値解析を行うことにより、前記検体識別コードを読み取る画素値解析手段と、を含む。

上記構成によれば、検体識別具の基準座標が特定されて、それを基準として、各ビットについての１又は複数の読み取り座標が定められ、その各座標に関してビット値の読み取り処理がなされる。検体識別コードの中に、開始ビット、パリティビット、などを含めるようにしてもよい。開始ビットは先頭座標を規定するものであり、パリティビットは読み取りエラーを判定するためのものである。より高度に誤り訂正符号化処理を施すようにしてもよい。

望ましくは、前記画素値解析手段は、前記各ビットのビット座標においてスキャン処理を行って最大画素値を特定する手段と、前記最大画素値に基づいてビットの値を判定する手段と、を含む。最大画素値の判定に当たっては、最大画素値をもった複数の画素が所定数以上であることあるいは連続すること、などの条件を付加することもできる。最大画素値を利用すれば、検体中の骨やノイズを誤認してしまう問題を回避できる。

望ましくは、前記検体について得られた計測結果を当該検体の検体識別コードに対応付けて管理する手段を含む。この構成によれば、Ｘ線計測結果を検体識別コードと対応付けて確実に管理することができ、取り違いの防止などの利点を得られる。

（２）また本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、検体としての小動物に設けられ、検体識別コードをもった検体識別具と、前記小動物に対してＸ線を照射し、小動物を透過したＸ線を検出するＸ線計測手段と、前記Ｘ線の検出データに基づいてスカウト画像を形成するスカウト画像形成手段と、前記スカウト画像に含まれる前記検体識別具の画像部分から前記検体識別コードを読み取るコード読み取り手段と、前記Ｘ線の検出データに基づいて前記小動物のＣＴ断層画像を形成する断層画像形成手段と、前記読み取られた検体識別コードを用いて前記ＣＴ断層画像を管理する手段と、を含むことを特徴とする。

（３）また本発明に係る検体識別具は、検体に取り付けられ、複数のビットによって構成される検体識別コードをもった検体識別具であって、前記各ビットはＸ線減衰量が相違する第１要素又は第２要素で構成され、前記第１要素は、前記検体の骨よりもＸ線減衰量が大きい第１部材で構成され、前記第２要素は、前記検体の軟組織よりもＸ線減衰量が小さい第２部材又は空気層として構成されたことを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、検体情報を簡便に取り込める。本発明によれば、検体と計測結果とを誤り無く対応付けられる。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１には、Ｘ線ＣＴ装置の一例が示されている。このＸ線ＣＴ装置は、特にマウス、ラット、ネズミ、モルモット、ハムスターなどのネズミ類のＣＴ測定を行うための装置である。このＸ線ＣＴ装置は、大別して、測定部１０と演算制御部１２とによって構成される。

測定部１０はガントリ１８を備えた本体１６を有する。本体１６の上面１６Ａには開口が形成され、その開口からアーム２６が上方に突出している。アーム２６は後述するスライド機構の一部をなすものであり、そのアーム２６は後に説明する容器２４に連結され、それを回転中心軸方向にスライド運動（移動走査）させる。

一方、ガントリ１８内には後述する測定ユニット（Ｘ線発生器、Ｘ線検出器）が収納され、それらは回転中心軸回りにおいて回転運動する。ガントリ１８の中央部には回転中心軸方向に空洞部１８Ａが形成されている。この空洞部１８Ａは非貫通型であるが、貫通型としてもよい。

容器２４は、本実施形態において、１又は複数の検体（小動物など）を収容する。その容器２４は本実施形態において略円筒形状を有し、その容器中心軸が回転中心軸に一致した状態で配置される。具体的には、容器２４の基端部７６が上述したアーム２６の上端部に着脱自在に装着される。この場合において、着脱機構としては各種の係合機構あるいはネジ止め機構などを挙げることができる。上述したように、容器２４は中空の円筒形状を有しており、その内部には本実施形態において１又は複数の小動物が配置されるが、このような構成により、小動物の体毛が直接的にガントリ１８に接触することなどを防止できる。また、小動物の***物や離脱体毛などが外部に放出されてしまう問題を防止できる。さらに、後述するように、小動物を固定的に拘束することが可能となるので、ＣＴ画像を再構成する場合における画像ぶれなどの問題を防止することができる。なお、サイズや形状が異なる複数種類の容器を用意して選択的に使用するのが望ましい。

アーム２６に対して容器２４が装着された後、アーム２６が回転中心軸方向に沿って前方に駆動され、これにより、ガントリ１８の空洞部１８Ａ内に容器２４が差し込まれる。ＣＴ測定時には、検体における各位置においてＸ線ビームが回転走査され、これに伴って、容器２４が段階的に位置決めされる。スカウト画像（レントゲン画像に相当）を事前に取得する場合には、Ｘ線ビームの回転走査を行うことなく、検体が回転中心軸方向に直線走査される。

本体１６の上面１６Ａ上には操作パネル２０が設けられており、この操作パネル２０は複数のスイッチや表示器などを有する。この操作パネル２０を利用してユーザーは測定現場において装置の動作を操作することが可能となる。本体１６の下方には複数のキャスター２２が設けられている。ちなみに測定部１０の高さは例えば１００ｃｍである。

次に演算制御部１２について説明する。演算制御部１２は測定部１０に対してケーブル１４によって電気的に接続される。測定部１０と演算制御部１２は同一の室内に設けられてもよいし、互いに別々の場所に設置されてもよい。この演算制御部１２は通常のコンピュータシステムなどによって構成され、具体的には、プロセッサ３０、表示器３２、キーボード３６、マウス３８、記憶装置３４及びプリンタ４０などを有している。この演算制御部１２により、測定部１０の動作が制御され、また、測定部１０から伝送されるデータに基づいてＣＴ画像が構成される。このＣＴ画像は通常は二次元断層画像に相当するものであるが、三次元画像を構築するようにしてもよい。ちなみに、本実施形態の装置において、ガントリ１８内における測定ユニットの回転速度は例えば毎分当たり１０回転である。もちろん、そのような回転速度は用途に応じて適宜設定可能である。

図２には、図１に示したＸ線ＣＴ装置の構成がブロック図として示されている。回転中心軸Ｏを間において、一方側にＸ線発生器５２が設けられ、他方側にＸ線検出器６０が設けられている。Ｘ線発生器５２の照射側にはコリメータ５４が設けられている。Ｘ線発生器５２は図示されるように末広あるいは扇状の（ここではファンビーム形状の）Ｘ線ビーム５６を生成する。一方、Ｘ線検出器６０は複数の（例えば１００個）のＸ線センサを一列に並べたものとして構成され、Ｘ線ビーム５６の開き角度に応じてＸ線の受光開口が設定される。ちなみに、複数のＸ線センサの配列は直線的であってもよいし、円弧状であってもよい。

なお、図２においては、Ｘ線発生器５２と共に用いられる高電圧源や、Ｘ線検出器６０と共に用いられるデータ処理回路などについては図示省略されている。

図２において符号５８は有効視野を示している。これは、Ｘ線ビーム５６を回転走査させた場合におけるＣＴ画像を構成可能な円形の領域である。ちなみに、この有効視野５８は、検体あるいは回転中心軸と、Ｘ線発生器５２及びＸ線検出器６０のそれぞれの位置関係に応じて定まるものである。本実施形態においては変位機構６２が設けられているため、それらの位置関係を変更してＣＴ画像の倍率を機械的に可変することが可能である。

すなわち、変位機構６２には、Ｘ線発生器５２及びＸ線検出器６０が連結されており、変位機構６２はＸ線発生器５２及びＸ線検出器６０の間の距離を維持したまま、それら（つまり測定ユニット）をＸ線ビーム５６のビーム軸方向に変位させる機能を有する。この場合において、回転中心軸Ｏは不変であり、すなわち上述した容器を何ら移動させることなく測定ユニット側を移動させて倍率の変更を行い得る。なお、変位機構６２は変位力を発生するためのモータ６２Ａを備えている。

ガントリ回転機構６６は、回転ベースを回転させることにより、それに搭載された変位機構を含む各構成の全体を回転駆動する機構である。変位機構６２には、測定ユニットが搭載されているため、変位機構６２によって所望の位置に位置決めされた測定ユニットがその位置を保持したまま回転駆動されることになる。ガントリ回転機構６６は、その駆動力を発生するためのモータ６６Ａを有する。

スライド機構６８は図１に示したアーム２６をスライド運動させる移動機構であり、その駆動力はモータ６８Ａによって発生される。操作パネル２０は上述したように本体の上面に設けられる。測定部１０側に設けられたローカルコントローラ（図示せず）に対して操作パネル２０を接続し、そのローカルコントローラと演算制御部１２とが相互に通信を行うように構成してもよい。

ちなみに、図２には、様々な機構６２，６６，６８などが示されているが、それらの機構による位置あるいは変化を検出するためにセンサを設けるのが望ましい。そして、それらのセンサの出力信号に基づいて演算制御部１２がいわゆるフィードバック制御を行うようにするのが望ましい。また、変位機構６２による倍率の変更はユーザー入力により行わせてもよいし、例えば被検体サイズあるいは容器のサイズを自動検知し、その検知したデータに基づいて自動的に倍率を設定するようにしてもよい。さらに、あらかじめ容器の種別などが登録される場合においては、その登録された情報を利用して倍率の設定を行うようにしてもよい。さらに、図２に示す例では、スライド機構６８が駆動源としてのモータ６８Ａを有していたが、そのスライド力を人為的に発生させるようにしてもよい。

次に、演算制御部１２について説明すると、上述したように、プロセッサ３０には、表示器３２、記憶装置３４、キーボード３６、マウス３８、プリンタ４０などが接続されている。また、外部装置との間でネットワークを介して通信を行うための通信部４２が接続されている。

プロセッサ３０は、ＣＰＵ及び各種プログラムによって構成されるものである。図２にはその代表的な機能が示されており、プロセッサ３０は、動作制御部４４、再構成演算部４６、スカウト画像形成部２００、区間設定部２０２、データ管理・処理部２０４を有している。

動作制御部４４は、測定部１０における全体の動作を制御している。再構成演算部４６はＸ線ビームの回転走査によって得られる多くのデータに基づきＣＴ画像を構成する演算を実行する。この場合において三次元画像を構築するようにしてもよい。再構成演算については公知の各種の手法を利用することが可能である。なお、上述した倍率の変更にあたっては、再構成演算で用いられる演算式は基本的にそのまま用いることができる。しかしながら、特殊な倍率の可変方式が適用される場合においては必要に応じて再構成演算式の一部を変更するようにしてもよい。

スカウト画像形成部２００は、ＣＴ測定に先立って、スカウト画像を形成する。具体的には、測定部１０を回転させない状態で、スライド機構６８により複数の検体を収容した容器が移動走査され、その際に、測定部１０によってＸ線測定が実施される。これにより得られた検出データに基づいて、レントゲン写真のような二次元透過像としてのスカウト画像が形成される。このスカウト画像は、各検体ごとにＣＴスキャン範囲を定める区間を設定するために形成される。また、後述するように、検体識別情報を取得するために形成される。

区間設定部２０２は、ユーザー設定によりあるいは自動的に回転中心軸方向における各検体ごとのＣＴスキャン範囲（ＣＴ測定範囲）を設定する。容器内に１つの検体のみが収容されている場合にはそれを包含するようにＣＴスキャン範囲が設定され、容器内に複数の検体が収容されている場合には各検体を包含するように個別的にＣＴスキャン範囲が設定される。その範囲をユーザー設定する場合、表示器３２にスカウト画像が表示され、マウス３８を利用してそのスカウト画像上において目視判断により各検体ごとにＣＴスキャンを行う区間が設定される。自動設定による場合、スカウト画像の画像処理（例えばエッジ検出法）によって、各検体の両端が個別的に認識され、各検体の全部あるいは主要部をカバーするようにＣＴスキャンを行う区間が自動的に設定される。いずれにしても、この区間設定部２０２によってＣＴスキャン範囲が設定され、その設定にしたがって動作制御部４４がＣＴ測定時の動作制御を行う。

なお、上記の区間設定によれば、検体間におけるＣＴスキャン不要範囲について計測をスキップでき、複数の検体それ全体としての測定時間を短縮できるので、効率的である。区間設定を行わずに、容器全体についてとりあえず多数のＣＴ画像の取得を行い、不要なＣＴ画像を自動的にあるいはユーザー指定により除去するようにしてもよい。

データ管理・処理部２０４は、スカウト画像に基づいて検体の識別コードを読み取る機能、再構成演算部４６にて形成されたＣＴ画像に識別コードを対応付けて管理する機能、各ＣＴ画像あるいは特定のＣＴ画像について画像処理を行う機能、などを有する。

本実施形態では、後に具体例を示すように、各検体ごとに検体識別具が装着されている。詳しくは、小動物の尾を挿通する円筒状あるいはリング状の部材として検体識別具が構成されている。検体識別具は、複数（例えば８個）のビットからなるビット列を表現するものであり、各ビットは１又は０の値を有する。そのビット列は検体識別コードに相当する。但し、本実施形態において、先頭ビットは検体識別具の基準位置を特定するために利用される。スカウト画像上において、検体識別具が有する識別コードが画像処理によって解析され、これによって識別コードが読み取られる。

スカウト画像に基づく識別コードの読み取りの後に検体に対してＣＴ測定がなされるが、検体について得られる複数のＣＴ画像（断層画像）は、上記のように読み取られた識別コードに対応付けて管理される。複数の検体が容器内に収容された場合には、各検体ごとに識別コードが読み取られ、各検体ごとの複数のＣＴ画像に当該検体の識別コードが対応付けられる。記憶装置３４上には、検体の識別コードに対応付けられた複数のＣＴ画像（あるいはそれらを画像処理した後の複数の画像）が格納される。

表示器３２には、スカウト画像やＣＴ画像が表示される。例えば、ＣＴ画像を表示する場合においては倍率（拡大率）を表す数値あるいはスケールなどを表示するのが望ましい。この構成によれば、画像を視覚的に判断する際に物体の大きさを評価することが可能となる。すなわち、例えば脂肪の量や腫瘍の大きさなどを定量的に判断することが可能となる。スカウト画像の表示の際、あるいは、ＣＴ測定中に上記のように読み取られた識別コードを画面表示するようにしてもよい。

図３には、図１に示した容器２４内に小動物としての検体３００が収納された状態が模式図として示されている。検体３００の尾には検体識別具３０２が設けられている。図３に示す例において、検体識別具３０２は尾の軸方向に並んだ１又は複数の金属リング３０４を含むものである。本実施形態においては、検体識別具３０２が８ビットのビット列を表しており、その内で先頭ビットは１である。つまり、その位置には必ず金属リング３０４が配置される。その先頭の金属リング３０４の位置を基準として第２ビットから第８ビットまでの７つのビット位置すなわち座標が特定される。なお、検体識別具３０２は図３の例では３つの金属リング３０４によって構成されており、リング間における隙間に格別部材が設けられていないが、その部分を空気層とすると各金属リング間の距離が適正とならない場合があるため、アクリルなどによって構成されるビット０を表すスペーサリングを配置するのが望ましい。すなわち金属リングはビット１を表し、スペーサリングはビット０を表し、金属リングとアクリルリングの並びによって識別コードを表現するものである。ビット列を構成するビット数については図３に示したものには限られず７ビット以下であってもよいし、９ビット以上であってもよい。

図４には、図３に示した金属リング３０４が斜視図として表されている。ちなみに、上記のスペーサリングもその金属リング３０４と同一の形態を有する。金属リングの外径ｒ₁は例えば８ｍｍであり、その内径はｒ₂は例えば５ｍｍである。厚さＤは例えば０．６ｍｍである。ちなみに、後述するスカウト画像の１画素サイズは０．２ｍｍであり、本実施形態においてはそのサイズの３倍の厚みＤが設定されている。

金属リング３０４及びスペーサリングは例えば粘着部材などを利用して小動物の尾に装着するようにしてもよいし、圧着加工を用いて装着するようにしてもよい。更に留め具を使用して金属リング３０４及びスペーサリングの脱落を防いでもよい。その装着の手法としては各種のものを用いることができ、上述したもの以外としては、例えば粘着テープを巻き付ける、紐によって取り付ける、パンチを行うなどの手法を用いることができる。ちなみに、検体識別具は１又は複数の金属リングと１又は複数のスペーサリングとによって構成されるが、それらが並んだ状態で一体成形されていてもよい。この場合においては、各ビットに相当するリングが一体不可分となっている円筒形状の検体識別具が構成される。また、その検体識別具に対して人間が目視的に識別コードを読み取れるように検体番号や識別コードを記号あるいは数字によって表現しておくこともできる。検体識別具は例えば動物実験を行う小動物に対してあらかじめ装着しておくのが望ましいが、もちろん、ＣＴ測定を行う前の段階で装着することもできる。

本実施形態においては小動物の尾に検体識別具を取り付けており、すなわち検体識別具が有する中央孔に小動物の尾を挿通させてその取り付けを行うことができるので、その位置決めや配置が簡便であると共に脱落しにくいという利点がある。また尾自体は一般にＣＴ測定の対象外であるため計測に対して支障を与えないという利点もある。もちろん、検体識別具を尾以外の耳や手足などに装着するようにしてもよいし、体内に埋設することも可能である。

上記の金属リングは検体中における骨と識別されるようにＸ線減衰量が大きなものを用いるのが望ましく、例えば銅、真鍮、鉄などの金属部材によって構成される。その直径方向の厚みは例えば１ｍｍ程度もあれば十分である。このような構成によれば、スカウト画像を形成した場合において、比較的Ｘ線吸収量の多い骨よりも、よりＸ線吸収量が多くなるため金属リングを画像上で容易に識別することが可能となる。

その一方において、スペーサリングについては上記のように空気層あるいは軟組織と等価なＸ線吸収量をもった材料で構成することが望ましく、その材料としては例えばアクリルなどをあげることができる。いずれにしても、金属リングとスペーサリングとの間で顕著なＸ線吸収量の差が生じるように各材料を定めるのが望ましい。

本実施形態においては、検体識別具がリング状あるいは円筒形状で構成されるため、尾の中心軸周りに検体識別具が回転したとしてもスカウト画像上で検体識別具の像は不変であり、したがって識別コードを正確に読み取れるという利点がある。ちなみに、検体識別具の中心軸を容器の中心軸に合致させるように、すなわち小動物の尾をまっすぐ引き伸ばして容器内に設置するのが望ましい。ただし、後に説明する画像処理に当たって検体識別具の中心軸が個別的に認識できるのであれば、尾の向きがどのような向きにあっても検体識別具から識別コードを読み取ることが可能となる。一般に、尾の根本の方（すなわち尻側）は容器中心軸と略平行になるものと思われるため、検体識別具については尾の根本付近に装着するのが望ましい。ただし、識別コードを適正に読み取ることが可能な限りにおいて検体識別具を尾の先端に取り付けることも可能である。

図５には、検体識別コードの２つの例が示されている。各例において先頭のビットが開始ビットに相当し、その位置においては必ず金属リングが設けられるように条件付けされている。もちろん、基準位置を認識するために複数のビットを用いるようにしてもよいし、基準位置が認識できる限りにおいて先頭ビット以外の構成を採用することもできる。

先頭ビットに続く７ビットは実際の識別コード３０８に相当している。その７ビットによって例えば検体番号が特定される。（Ａ）に示す例では検体番号が２０となっている。（Ｂ）の場合には検体番号が１２５となっている。すなわち、７ビットで識別コードを構成すれば、１２８個の検体を互いに区別することが可能となる。したがって、より多くの検体を区別したい場合には、ビット数をより多くすればよい。

ビット列については更にパリティービットなどを含め、誤りの検出や誤り訂正を行うようにしてもよい。また、本実施形態においては尾の中心軸方向にビット列が構成されていたが、もちろん直交する方向に検体識別具を伸張形成し、当該方向にビット列を並べることも可能である。

図６には、容器内に１つの検体のみが収納されている場合において取得されたスカウト画像３１０が示されている。このスカウト画像はＸ線を回転走査させることなく容器をその中心軸方向に移動走査して取得されるものである。このスカウト画像３１０上において、符号３１２はＸ軸方向の処理範囲を示しており、符号３１４はＹ方向の処理範囲を示している。すなわち、それらの範囲によって、処理エリアが定義される。そのような範囲はユーザーにより設定することも可能であり、あるいは自動的に設定することが可能である。後に説明するように、あるＸ座標においてＹ方向に沿ってスキャンライン３１６が設定され、そのライン上における最大画素値と所定のしきい値Ｔとの比較により、金属リングの有無が判断される。ちなみに図６において符号３０２Ａは検体識別具のイメージを示しており、符号３０４Ａは金属リングのイメージを示している。

識別コードの読み取りについて図７に示すフローチャートを用いて説明する。

まずＳ１０１では容器の移動走査によって検体についてスカウト画像が取得される。Ｓ１０２では、Ｘに初期値０が代入される。Ｓ１０３では、現在設定されているＸ座標において、Ｙ方向に沿って画素値のスキャンを行い、その最大画素値を特定する。そして、その最大画素値が所定のしきい値Ｔ以上であるか否かが判断されている。ここで、そのようなしきい値Ｔを超える条件を満たさなければＳ１０４においてＸが１つインクリメントされ、再びＳ１０３の工程が実行される。すなわち、このような工程により開始ビットが検出される。ちなみに、判定精度を高めるために、しきい値Ｔ以上の画素が所定個以上連続して存在した条件をもって開始ビットの検出をみなしてもよい。

開始ビットが検出された場合、Ｓ１０５においてはＸの値に対して３が加算される。すなわち、次のビット読み取り座標が特定される。ここで３を加算したのは、上述したように本実施形態においてスカウト画像における１画素のサイズが０．２ｍｍであり、その一方において金属リングの横幅が０．６ｍｍであるために、次の読み取り座標については３画素だけシフトすればよいためである。もちろん、金属リングの中央において読み取りを行うのが望ましいため、最初の加算時においては３ではなく４あるいは５を加算するようにしてもよい。

Ｓ１０６では、Ｓ１０５において特定されたＸ座標においてＹ方向に沿って画素値のスキャンが行われその中で最大画素値が特定される。その最大画素値がＴ以上であるかあるいは否かをもってそのビット位置におけるビットの値が１か０かが検出される。ちなみに、このＳ１０６においては、Ｓ１０３で判定された時の最大画素値のＹ座標を利用することにより、Ｙ方向のスキャンを省略することも可能である。

Ｓ１０７では、全ビットについての検出が終了したか否かが判断され、終了していなければ、Ｓ１０５以降の各工程が繰り返し実行される。すなわちこのような工程によって識別コードが読み取られることになる。

Ｓ１０８では、読み取られたビット列がユーザーによって認識し易い表現形態に変換される。ここでは十進数の検体番号あるいは文字、記号などによって構成される識別子への変換がなされる。この場合においてはその変換時において参照するテーブルを図２に示した記憶部３４上に格納しておいてもよい。

対象となる検体について識別コードが読み取られた後、Ｓ１０９では測定ユニットを回転走査させながら、容器を断続的に移動走査することによりＣＴ測定が実行される。すなわち各Ｘ線座標においてＣＴ断層画像が取得されることになる。この場合において、現在測定を行っている検体をユーザーに認識させるために、その識別情報を画面上に表示するようにしてもよい。Ｓ１１０では、Ｓ１０９で取得されたＣＴ画像あるいはそれを加工した画像について上述のように読み取られた識別情報を用いてデータ管理がなされる。これによって、誤りなく各ＣＴ画像ごとに検体の識別情報を付与することが可能となる。

図８には、円筒形状の検体識別具３０２が示されている。この検体識別具３０２は金属リング３０４とスペーサリング３２０とを所定の配列で並べて一体成形したものである。金属リング３０４及びスペーサリング３２０のいずれも変形可能な材料で構成すれば、検体識別具３０２をそれ全体としてつぶすことによって小動物の尾に検体識別具３０２を確実に装着することが可能となる。もちろん接着剤その他の部材を利用してその装着を行ってもよい。

図９には他の実施形態に係る検体識別具３２２が示されている。この実施形態においては検体識別具３２２が大径リング３２４と小径リング３２６とによって構成され、それが所定のパターンで軸方向に連結されている。このような検体識別具が用いられる場合、検体識別具の縁部分に対してスキャンライン３３２を設定し、そのライン上の各ビット座標ごとに読み取りを行えば、小径部の外側に存在する隙間と大径部の肉部分との並びから識別コードを読み取ることが可能となる。すなわち、スカウト画像を取得する場合、符号３３０に示される部位においてはＸ線が極端に減衰し、その一方、符号３２６に示される部位においては空気層であるためにＸ線がそのまま通過し、そのような縁部分を利用して識別コードの読み取りを行うものである。

図１０には更に他の実施形態が示されている。この実施形態における検体識別具３４０は全体として直方体形状を有しており、中央部には、尾を挿通するための矩形の空洞が形成されており、その各側面には、ビット０について貫通孔３４４が形成されている。ちなみにビット１に対応する部分は壁面部３４２とされている。したがって、このような検体識別具３４０に対しては、スキャンライン３２６Ａを設定しそのライン上において画素値の読み取りを行うことにより識別コードを読み取ることが可能となる。ちなみに符号３４８はビット１の部分を示し、符号３４９はビット０の部分を示している。

図９に示す例では、上下面の他に左右面においても同じパターンで貫通孔が形成されており、スカウト画像を形成する際に検体識別具３４０が９０度回転した状態においても上記同様の読み取りを行うことができる。すなわち、その場合にはスキャンライン３４６Ｂ上においてビット列が読み取られることになる。

但し、図１０に示した実施形態においては円周方向の一定角度間隔で正確なコード情報の読み取りを行えるものの、検体識別具３４０が回転中心軸に対して４５度回転したような場合にはコード情報を適正に読み取れない場合も生じ得る。これに対し、リング状あるいは円筒状の検体識別具を用いれば方向依存性がないために上記の問題を未然に防止できるという利点がある。

図１１には、容器の他の実施形態が示されている。容器４００は符号４１０で示す移動方向に伸張した形態を有しており、その内部には複数の検体を収容可能である。容器４００は本体４０２とその開口部４０２Ａに取り付けられる蓋４０４とで構成されるものである。ちなみに、符号４０８は基端部を表しており、符号４０６は先端部を表している。符号４１２は隔壁を表している。

図１２には、図１１に示した容器内に３つの検体３００を配置した様子が概念的に示されている。各検体３００の尾には上述した検体識別具４２０が取り付けられている。

図１３には、３つの検体を含むスカウト画像４３０が示されている。上述した区間設定により各検体ごとにスキャン範囲４３４Ａ，４３４Ｂ，４３４Ｃが設定され、またＹ方向についても範囲４３６が設定される。そして、そのようなＸ方向及びＹ方向の範囲設定により各検体ごとに計測エリア４３２が定義される。ちなみに、Ｘ方向の各範囲４３４Ａ，４３４Ｂ，４３４Ｃについては各検体の先端と尾の端部とをエッジ検出などの手法によって特定し、それらの間を各範囲として定めてもよい。すなわち画像処理によって自動的に各範囲を定めるようにしてもよい。各計測エリアごとに図７に示した処理が実行されると、各検体ごとに識別コードを読み取ることが可能となる。そして、ＣＴ測定時においては各検体ごとに取得された複数のＣＴ画像に当該検体の識別コードが対応付けられることになる。

上記実施形態によれば、Ｘ線測定装置において、Ｘ線測定結果を利用して検体の識別を行うことができるので、検体の識別のために特別な機構を設ける必要がなく、簡便に検体識別を行えるという利点がある。また、上記のような検体に装着される検体識別具を用いれば検体の取り違いを未然に防止できるという利点がある。上記実施形態においてはＸ線ＣＴ装置について説明したが、レントゲン装置や骨密度測定装置などにおいても各検体に上記同様の検体識別具を取り付け、Ｘ線撮影結果に基づいて検体識別を行うことが可能である。

Ｘ線ＣＴ装置の全体構成を示す斜視図である。Ｘ線ＣＴ装置の各構成を示すブロック図である。小動物としての検体に取り付けられる検体識別具を説明するための図である。金属リングの斜視図である。検体識別コードの２つの例を示す図である。検体についてのスカウト画像を示す図である。識別コードの読み取りプロセスを説明するためのフローチャートである。他の実施形態に係る検体識別具を示す図である。大径リングと小径リングとを用いた検体識別具を示す図である。貫通孔を有する直方体形状の検体識別具を示す図である。複数の検体を収容可能な容器を示す斜視図である。容器に収容された３つの検体を示す模式図である。３つの検体についてのスカウト画像を示す図である。

符号の説明

２４容器、３００検体（小動物）、３０２検体識別具、３０４金属リング。

Claims

Ｘ線ＣＴ装置としてのＸ線計測装置であって、
小動物としての検体に設けられ、検体識別コードをもった検体識別具と、
前記検体に対してＸ線を照射し、検体を透過したＸ線を検出するＸ線計測手段と、
前記Ｘ線の検出データに基づいて検体画像を形成する画像形成手段と、
前記検体画像に含まれる前記検体識別具の画像部分から前記検体識別コードを読み取るコード読み取り手段と、
前記Ｘ線の検出データに基づいて前記小動物のＣＴ断層画像を形成する断層画像形成手段と、
前記読み取られた検体識別コードを用いて前記ＣＴ断層画像を管理する手段と、
を含むことを特徴とするＸ線計測装置。
請求項１記載の装置において、
前記検体識別コードは、Ｘ線減衰量の相違を用いて表現されたことを特徴とするＸ線計測装置。
請求項２記載の装置において、
前記検体識別コードは複数のビットからなるビット列として構成され、
前記ビット列を構成する各ビットは、Ｘ線減衰量が互いに異なる第１要素又は第２要素によって構成されることを特徴とするＸ線計測装置。
請求項３記載の装置において、
前記第１要素は、前記検体に含まれる骨のＸ線減衰量よりも大きなＸ線減衰量をもった第１部材によって構成され、
前記第２要素は、前記第１部材のＸ線減衰量よりも小さなＸ線減衰量をもった第２部材又は空気層によって構成されたことを特徴とするＸ線計測装置。
請求項１記載の装置において、
前記検体識別具は、前記検体の外表面に装着され、又は、前記検体内に埋設されることを特徴とするＸ線計測装置。
請求項１記載の装置において、
前記検体識別具は前記小動物の尾を挿通させる挿通孔を有することを特徴とするＸ線計測装置。
請求項１記載の装置において、
前記コード読み取り手段は、
前記検体画像上において前記検体識別具の画像部分についての基準座標を検出する基準座標検出手段と、
前記基準座標を基準として前記検体識別コードを構成する各ビットのビット座標を特定するビット座標特定手段と、
前記各ビットのビット座標において画素値解析を行うことにより、前記検体識別コードを読み取る画素値解析手段と、
を含むことを特徴とするＸ線計測装置。
請求項７記載の装置において、
前記画素値解析手段は、
前記各ビットのビット座標においてスキャン処理を行って最大画素値を特定する手段と、
前記最大画素値に基づいてビットの値を判定する手段と、
を含むことを特徴とするＸ線計測装置。
請求項１記載の装置において、
前記検体について得られた計測結果を当該検体の検体識別コードに対応付けて管理する手段を含むことを特徴とするＸ線計測装置。
検体としての小動物に設けられ、検体識別コードをもった検体識別具と、
前記小動物に対してＸ線を照射し、小動物を透過したＸ線を検出するＸ線計測手段と、
前記Ｘ線の検出データに基づいてスカウト画像を形成するスカウト画像形成手段と、
前記スカウト画像に含まれる前記検体識別具の画像部分から前記検体識別コードを読み取るコード読み取り手段と、
前記Ｘ線の検出データに基づいて前記小動物のＣＴ断層画像を形成する断層画像形成手段と、
前記読み取られた検体識別コードを用いて前記ＣＴ断層画像を管理する手段と、
を含むことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項１０記載のＸ線ＣＴ装置で用いられる前記検体識別具であって、
当該検体識別具は、複数のビットによって構成される検体識別コードを有し、
前記各ビットはＸ線減衰量が相違する第１要素又は第２要素で構成され、
前記第１要素は、前記検体の骨よりもＸ線減衰量が大きい第１部材で構成され、
前記第２要素は、前記検体の軟組織よりもＸ線減衰量が小さい第２部材又は空気層として構成されたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置用の検体識別具。