JP4311163B2 - 医用画像診断装置 - Google Patents

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Description

この発明は、医用画像診断装置に関し、とくに癌などを早期発見するのに好適な医用画像診断装置に関する。
癌を早い段階で発見することはその治療のためにきわめて重要である。癌の早期発見のための手法・装置として種々のものが知られているが、そのうち、ＰＥＴ（ポジトロン・エミッション・トモグラフィ）検査は癌細胞がかなり小さい段階での発見が容易であることおよび放射線被曝の問題が生じないことから有望視されている。
ＰＥＴ検査は、被検者の特定の断面におけるポジトロン放出性核種の分布像（断層像）を計算によって求めるものである。癌の病巣に集まる性質を有する薬剤にポジトロン放出性核種で標識した上で、この薬剤を人体内に投与する。ポジトロン消滅時に１８０°反対方向にガンマ線が放出されるので、これを人体の３６０°周囲において検出し、その２つのガンマ線の同時入射をとらえる。それらの入射位置を結ぶ線上に核種が位置するのであるから、それら入射位置を結ぶ線のデータを位置データとして得る。こうした位置データを一定時間収集し、演算処理することにより、核種の分布像を再構成する。この分布像（断層像）は、癌病巣そのものの大きさ・形状を表わしているため、直接的な診断が可能である。
ところが、このＰＥＴ画像は核種の集積・分布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については、示すものではない。そこで、従来より、人体内の組織の形状を求めるものとして、Ｘ線吸収係数の分布を画像化するＸ線ＣＴ検査が併用され、これらＰＥＴ画像とＣＴ画像とから確実な診断を行うようにしている。しかし、Ｘ線ＣＴ装置による検査は、被検者のＸ線被曝の問題を生じる。
なお、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とこれらに共通な検査台とを用いるシステムも、下記の特許文献１のように知られているが、このシステムでは、Ｘ線ＣＴ装置によって得るデータはＰＥＴデータの吸収補正に使用しようというものであって、Ｘ線ＣＴ装置から診断のためのＣＴ画像を得ようというものではない。
特開平７−２０２４５号公報
この発明の課題は、癌の早期発見への有効性および放射線被曝の問題を起こさないことのＰＥＴ検査の利点を生かしつつ、Ｘ線ＣＴ検査によるＸ線被曝の問題を最小化して、早期の癌発見を確度高く安全に行うことができるようにした、医用画像診断装置を提供することにある。
さらに、 診断の自動化をより進めて、医師の判断の支援を行い、医師の負担をより軽減することができる医用画像診断装置を提供することをも課題とする。
上記の目的を達成するため、この発明による医用画像診断装置においては、並置されたＰＥＴデータ収集部およびＣＴデータ収集部と、これら２つのデータ収集部に共通な、被検者用ベッド天板を有する検査台と、上記収集したＰＥＴデータよりＰＥＴ画像を再構成するＰＥＴ画像再構成部と、上記収集したＣＴデータよりＣＴ画像を再構成するＣＴ画像再構成部と、初めに被検者の検査部位に対するＰＥＴデータ収集が行われてＰＥＴ画像が再構成されるよう上記ＰＥＴデータ収集部およびＰＥＴ画像再構成部を制御し、得られたＰＥＴ画像を表示するとともに、引き続いてＣＴデータ収集およびＣＴ画像再構成を行うか否かの入力を促し、この入力結果に応じて同一部位に対してＣＴデータ収集およびＣＴ画像再構成が行われ、あるいは行われないよう、上記検査台、ＣＴデータ収集部およびＣＴ画像再構成部を制御する制御部とが備えられることが特徴となっている。
また、上記の制御部は、初めに被検者の検査部位に対するＰＥＴデータ収集が行われてＰＥＴ画像が再構成されるよう上記ＰＥＴデータ収集部およびＰＥＴ画像再構成部を制御し、得られたＰＥＴ画像を表示するとともに、その画像のうちに所定のしきい値以上の値となっている画素値が存在しているかどうかを判定し、存在していると判定したときに、引き続いてＣＴデータ収集およびＣＴ画像再構成を行うか否かの入力を促し、この入力結果に応じて同一部位に対してＣＴデータ収集およびＣＴ画像再構成が行われ、あるいは行われないよう、上記検査台、ＣＴデータ収集部およびＣＴ画像再構成部を制御するよう構成することもできる。
制御装置により、初めに、被検者の検査部位に対するＰＥＴデータ収集を行いＰＥＴ画像を再構成するようＰＥＴデータ収集部およびＰＥＴ画像再構成部を制御し、得られたＰＥＴ画像を表示し、引き続いてＣＴデータ収集およびＣＴ画像再構成を行うか否かの入力を促すようにしているため、医者が表示されたＰＥＴ画像を観察して、癌の疑いがあると判断すれば、つぎにＣＴデータ収集およびＣＴ画像再構成を行うよう入力することができ、あるいは癌の疑いがないと判断すればつぎのＣＴ撮影には移行しないように入力することができる。このようにまず最初にＰＥＴ撮影を行い、ＰＥＴ画像を表示し、これを観察した医者が、つぎのＣＴ撮影に進むか否かを入力するよう促しているので、医者にとっては、ＰＥＴ画像による癌の診断に集中でき、癌であるか否かの判断によりつぎのＣＴ撮影に進むかどうかを容易に指示できて、きわめて便利になっており、ＰＥＴ画像による癌の早期発見への有効性および放射線被曝がないことの利点を生かし、しかも癌である疑いが濃い場合のみＣＴ撮影を行うようにできるので無用なＸ線被曝の問題を回避することができ、安全性を高めながら癌を早期に発見できる。
制御装置が、初めに行ったＰＥＴ撮影によって得たＰＥＴ画像の画素値がしきい値以上になっているものがあるかどうかの判定まで行うなら、医者がＰＥＴ画像をつぶさに観察して癌の疑いのある部分がないかどうかを調べる作業が支援されることとなって、その負担が軽減され、より便利・安全・確実に癌の早期発見を行うことができる。
つぎに、この発明を実施した医用画像診断装置について図面を参照して説明する。
図１に示すように、この発明にかかる医用画像診断装置では、検査台１０と、ＰＥＴガントリ２０と、ＣＴガントリ３０と、コンソール４０とが備えられている。ＰＥＴガントリ２０はＰＥＴデータ収集部を構成するもので、中央部にトンネル部２１が形成され、そのトンネル部２１を囲むように放射線検出器２２がリング型に配置されている。このトンネル部２１は、そのなかに放射性薬剤が投与された被検者１３を挿入するためのもので、被検者１３の体内の放射性薬剤から放出される放射線がその周囲にリング型に配置された放射線検出器２２で検出できるようになっている。ポジトロン放出性核種が消滅するときに１８０°反対方向に放出されるガンマ線がリング型に配置された放射線検出器２２の２つに同時に入射したことを検出し、その２つの放射線検出器２２を結ぶ直線上に放射性薬剤が存在していることの位置データを得るというようにして、データを収集する。
ＣＴガントリ３０はＸ線ＣＴデータを収集するデータ収集部となっており、中央にトンネル部３１が形成され、このトンネル部３１の周囲にＸ線管３２とＸ線検出器３３を回転させる回転機構（図では省略）が備えられている。Ｘ線検出器３３は所定の長さを持った１次元の検出器あるいはそれらを多層に配置した検出器で、このＸ線検出器３３とＸ線管３２とが回転することによって、トンネル部３１のなかに挿入された被検者１３の断面に対するＸ線によるスキャンを行い、各方向からのＸ線吸収分布データを収集する。
検査台１０は、これらＰＥＴガントリ２０およびＣＴガントリ３０に対して共通に使用されるようになっている。検査台１０に対して、ＰＥＴガントリ２０、ＣＴガントリ３０の順でこれらガントリ２０、３０が並置され、それらのトンネル部２１、３１にベッド天板１１に載置された被検者１３が挿入されるような位置関係とされている。コンソール４０には、これら検査台１０、ＰＥＴガントリ２０およびＣＴガントリ３０をコントロールする制御部が設けられるとともに、キーボードやマウスなどの入力装置や画像モニター装置が備えられる。さらにここでは、このコンソール４０のなかにＰＥＴ画像再構成部とＣＴ画像再構成部とが収められている。
このコンソール４０のキーボードなどを操作することによって検査開始の指令を入力すると、制御部が図２のフローチャートで示すように検査を開始し（ステップ５１）、ＰＥＴデータ収集部によるＰＥＴデータ収集が作動するとともに、収集されたデータからＰＥＴ画像再構成部が画像再構成処理を行う(ステップ５２）。このとき、被検者１３にはあらかじめＦＤＧなどのポジトロン放出性核種で標識された薬剤が投与されており、４０分から６０分ほど経過して、この薬剤が癌病巣に集積した状態となっている。そして、被検者１３は検査台１０のベッド天板１１上に横たえられ、制御部によって検査台１０が制御されてベッド天板１１が移動し、被検者１３の全身（またはあらかじめ検査部位が限定されている場合はその検査部位）に対するスキャンがなされる。
こうして被検者１３の全身の各断面におけるＰＥＴ画像が再構成されると、各断面についてＳＵＶ画像が作成されてこれが表示される(ステップ５３）。このＳＵＶ値は、癌化を示す指標となる値であってＰＥＴ画像の画素値と対応関係がある。ＳＵＶ画像は、画素値としてこのＳＵＶ値を有する画像である。このＳＵＶ画像は制御部で作成してもよいし、ＰＥＴ画像再構成部において作成してもよい。
つぎにこのＳＵＶ画像に基づいて制御部において自動診断を行う（ステップ５４）。これはＳＵＶ画像の画素値を所定のしきい値と比較することにより行い、そのしきい値を超える部分があれば癌の疑いが濃い部分であると判定して、その部分を明確に色分けして表示するとともに、たとえば「癌の疑いあり」、「ＣＴ検査に進む」、「Ｙｅｓ」、「Ｎｏ」などのメッセージを表示する。しきい値を超える部分がない場合にはステップ５９に移り検査終了する。
しきい値を超える部分がある場合、上記のような画像表示とメッセージ表示により、医師に、確認とＣＴ検査に進むかどうかの入力を促す（ステップ５５）。医師は、画面に表示されたＳＵＶ画像を観察してＣＴ検査に進むか否かを判断し、画面の「Ｙｅｓ」、「Ｎｏ」部分のいずれかをマウスなどでクリックしたり、あるいはコンソール４０に設けられたキーなどのスイッチ操作を行ってその判断結果を入力する。「Ｎｏ」（ＣＴ検査に進まない）が入力されたときはステップ５９に移り検査終了する。
「Ｙｅｓ」（ＣＴ検査に進む）が入力されたとき、制御部によって検査台１０が制御されてベッド天板１１が移動し、被検者１３がＣＴガントリ３０のトンネル部３１に挿入された状態となる（ステップ５６）。この状態で被検者１３に対するＣＴデータ収集およびＣＴ画像再構成が行われるよう、制御部がＣＴデータ収集部およびＣＴ画像再構成部を制御する（ステップ５７）。なお、ＣＴデータ収集および画像再構成する範囲は、被検者１３の全身としてもよいが、上記のＳＵＶ値の高い部分の近傍のみとする方がＸ線被曝を抑える点で望ましい。このようなＣＴ検査範囲の制御も、制御部によってＳＵＶ画像に基づいて自動的に行うことができる。
こうしてＣＴ画像が得られると、制御部においてＣＴ画像と先のＰＥＴ画像とが重ね合わせ合成された融合画像が作成されて表示され、検査は終了する（ステップ５９）。医師はこの融合画像をじっくり観察することにより精密な診断を行うことができる。
なお、上記の説明では、検査台１０に対してＰＥＴガントリ２０、ＣＴガントリ３０の順番でこれらが並置されているとしたが、逆の順番でもよいし、別の筐体ではなく一つの筐体にＰＥＴデータ収集部とＣＴデータ収集部とを収めた一体型のガントリとして構成することもできる。また、ＰＥＴ画像再構成部とＣＴ画像再構成部とをコンソール４０内に収めることとしたが、別々に構成することもでき、その場合は、個別に構成されたＰＥＴ装置とＣＴ装置とを制御部で結合したシステムということになる。
さらに、上記では、ＳＵＶ画像を作成して医者の判断を支援するようにしたが、より簡易には、これを省略し、再構成されたＰＥＴ画像を表示するとともに、その画像を観察した医者のＣＴ検査へと進むか否かの入力を促すメッセージを表示するだけの構成とすることも可能である。この場合ＳＵＶ値の高い部分が色分けして表示されるわけではなく、ＰＥＴ画像そのものが表示されるだけであるから、このＰＥＴ画像から医者が癌とおぼしき部分を見つけ出す作業の負担が増えるが、経験等を積めばかえって正確な判断が期待できる。
また、上記では、ＰＥＴデータ収集のみ行うこととしているが、吸収補正用のトランスミッションデータの収集も合わせて行い、このデータによって吸収補正した精度の高いＰＥＴ画像を得るようにすることもできる。
健康診断で癌の見つかる確率は２〜３％程度といわれており、ＰＥＴ検査とＣＴ検査とを併用した場合には、ＰＥＴ検査、ＣＴ検査をそれぞれ単独で行う場合よりも高い確率で発見できるが、それでも癌の疑いがまったくない健常人にとってはＣＴ検査によるＸ線被曝は避け得るなら避けるに越したことはないわけであるから、この発明によってＸ線被曝を回避しつつ癌の早期発見に寄与できる画像診断装置を実現できることは意義のあることである。
この発明の一実施例を示すブロック図。 同実施例の動作説明のためのフローチャート。
符号の説明
１０ 検査台
１１ ベッド天板
１３ 被検者
２０ ＰＥＴガントリ
２１ トンネル部
２２ 放射線検出器
３０ ＣＴガントリ
３１ トンネル部
３２ Ｘ線管
３３ Ｘ線検出器
４０ コンソール

Claims (2)

  1. 並置されたＰＥＴデータ収集部およびＣＴデータ収集部と、これら２つのデータ収集部に共通な、被検者用ベッド天板を有する検査台と、上記収集したＰＥＴデータよりＰＥＴ画像を再構成するＰＥＴ画像再構成部と、上記収集したＣＴデータよりＣＴ画像を再構成するＣＴ画像再構成部と、初めに被検者の検査部位に対するＰＥＴデータ収集が行われてＰＥＴ画像が再構成されるよう上記ＰＥＴデータ収集部およびＰＥＴ画像再構成部を制御し、得られたＰＥＴ画像を表示するとともに、引き続いてＣＴデータ収集およびＣＴ画像再構成を行うか否かの入力を促し、この入力結果に応じて同一部位に対してＣＴデータ収集およびＣＴ画像再構成が行われ、あるいは行われないよう、上記検査台、ＣＴデータ収集部およびＣＴ画像再構成部を制御する制御部とを備えることを特徴とする医用画像診断装置。
  2. 上記の制御部は、初めに被検者の検査部位に対するＰＥＴデータ収集が行われてＰＥＴ画像が再構成されるよう上記ＰＥＴデータ収集部およびＰＥＴ画像再構成部を制御し、得られたＰＥＴ画像を表示するとともに、その画像のうちに所定のしきい値以上の値となっている画素値が存在しているかどうかを判定し、存在していると判定したときに、引き続いてＣＴデータ収集およびＣＴ画像再構成を行うか否かの入力を促し、この入力結果に応じて同一部位に対してＣＴデータ収集およびＣＴ画像再構成が行われ、あるいは行われないよう、上記検査台、ＣＴデータ収集部およびＣＴ画像再構成部を制御するよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の医用画像診断装置。
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