JP5342833B2 - 医用画像診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検者の断層画像を体軸方向に順次複数枚得ることのできる医用画像診断装置に係り、特に撮影部への被検者の挿入方向が頭頂方向からか脚方向からかを判別し、または、断層画像が被検者の頭頂方向から順次得たものか、脚方向から順次得たものかを自動的に判別することのできる医用画像診断装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置、磁気共鳴イメージング装置、ＰＥＴ装置などの医用画像診断装置にあっては、被検者の体軸方向に沿って多数枚の断層画像を得て診断に供している。その際、医用画像診断装置の撮影部へ、寝台の天板に寝載した被検者を頭頂方向からでも脚方向からでも、任意方向から送り込んで断層画像を得ることができる。従って、ある診断部位について、所定間隔おきに複数スライスの断層画像を得て、これらの画像を読影医が読影する場合、もしも頭頂方向から順次撮影した画像を脚方向から順次撮影したものと誤解すると、実際の画像の方向を左右逆に判断してしまうおそれがあり、誤診を招くことになりかねない。

このような問題を排除するために従来から、撮影部へ挿入した被検者の方向が頭頂方向か脚方向かが分かるように、撮影した断層画像に被検者情報の一部として、挿入方向を示す文字やマークを加えていた（例えば、特許文献１参照。）。これによって、得られた断層画像が、被検者を頭頂方向から撮影部へ挿入して順次撮影したものなのか、或いは脚方向から撮影部へ挿入して順次撮影したものなのかを明らかにして、読影時に誤解を生じないように配慮されていた。なお、入力方法としては、撮影時にオペレータが医用画像診断装置に対して、操作部の対話画面から図案や矢印を選択したり、或いはHead First、Foot Firstなどの文字を選択したりして入力し、その内容を制御部が判断して被検者情報の一部として利用するものであった。
特開２００７−１６７６３４号公報

しかしながら、取得した断層画像に表示される被検者を挿入した方向を示す文字やマークは、医用画像診断装置に対してオペレータの手入力によってなされた結果であり、オペレータのうっかりミスを完全に排除することはできなかった。例えば、Head FirstをFoot Firstとしてしまったり、その逆にFoot First をHead Firstとしてしまったりすることが予想され、このような場合には、得られた断層画像に表示される付帯情報は実際の方向と逆になるために、付帯情報を信じて読影すると誤診を招くことに繋がるおそれがあった。

本発明は、このような問題を解決することを目的として、オペレータの手入力によることなく、画像処理手段を利用して撮影部への被検者の挿入方向を自動的に判断し、その結果を付帯情報として記録し、または、オペレータに対して間違いがないかどうかを確認させるようにした医用画像診断装置を提供しようとするものである。

上述の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、寝台装置の天板に載置された被検者を、体軸方向に沿って撮影部へ挿入し、順次体軸方向に沿う複数枚の断層画像を得る医用画像診断装置において、前記複数枚の断層画像を基にして画像処理により体輪郭を抽出し、得られた前記断層画像が前記被検者の頭頂方向から順次得たものか脚方向から順次得たものかを判別する判別手段を具備することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、寝台装置の天板に載置された被検者を、体軸方向に沿って撮影部へ挿入し、順次体軸方向に沿う複数枚の断層画像を得る医用画像診断装置において、前記被検体に投与した放射性薬剤からの放射線検出データを基にして画像処理により臓器などの位置関係を抽出し、前記撮影部への被検者の挿入方向が頭頂方向からか脚方向からかを判別する判別手段を具備することを特徴とする。

本発明の特許請求の範囲に記載の発明によれば、オペレータの手入力によることなく、自動的に撮影部への被検者の挿入方向または撮影方向が、頭頂側からか脚側からかが判断されるので、オペレータの負担を軽減するとともに入力間違いを確実に防止することができる。よって、撮影した断層画像を読影するに当たって、画像の方向を誤認して誤診を招くようなことも防止できる。

以下、本発明に係る医用画像診断装置の実施例について、図１ないし図８を参照して詳細に説明する。

先ず、本発明に係る医用画像診断装置の一例として、Ｘ線ＣＴ装置とＰＥＴ（シングルフォトン・エミッション・コンピュータ・トモグラフィ）装置を一体化した装置の概要について説明する。

図１は、このような医用画像診断装置の一例の概略的な系統図である。医用画像診断装置本体１０は、架台を共通にしてＸ線ＣＴ装置２０とＰＥＴ装置３０とを備えている。また医用画像診断装置本体１０は、Ｘ線ＣＴ装置２０とＰＥＴ装置３０とを共通にする撮影部１３を備えており、この撮影部１３には表示部４０と照明部５０が設けられている。そして、医用画像診断装置は、その撮影部１３へ被検者を送り込むための寝台装置６０を備えている。さらに、Ｘ線ＣＴ装置２０、ＰＥＴ装置３０および寝台装置６０を制御するとともに、取得した画像データを処理するためのスキャン制御部７０と、このスキャン制御部７０の制御のもとで表示部４０と照明部５０を制御するナビゲーション制御部８０を備えている。加えて、スキャン制御部７０に対して操作者が適宜指示や設定値などを入力する操作部９０や、寝台装置６０に寝載されて医用画像診断装置本体１０の撮影部１３へ送り込まれる被検者の様子を撮影し、撮影したデータをスキャン制御部７０へ送出するカメラ１００なども備えている。

次に、上記の医用画像診断装置の構造について、図２を参照して説明する。

図２は、医用画像診断装置を側面側から見た縦断面図であり、医用画像診断装置本体１０の内部に配置されるＸ線ＣＴ装置２０とＰＥＴ装置３０の位置関係および撮影部１３との関係を概略的に示したものである。

すなわち、医用画像診断装置本体１０は床に据付られており、内部にＸ線ＣＴ装置２０とＰＥＴ装置３０とが、撮影部１３を共通にして長手方向に直列に配置されている。医用画像診断装置本体１０の表面はカバーで覆われていて、前面カバー１１と後面カバー１２の間を貫通するようにして、中空筒状の撮影部１３が医用画像診断装置本体１０の略中央部に形成されている。この撮影部１３には、被検者Ｐを載置した寝台装置６０の天板６１が、矢印６２で示すように前面カバー１１の外側から進退自在に挿入されるようになっている。

また、前面カバー１１には、撮影部１３の上方位置にカメラ１００が設置されている。このカメラ１００は、寝台装置６０の天板６１に寝載されて、撮影部１３に導入される被検者Ｐのほぼ全身像を撮影するものである。なお、撮影部１３は、マイラーなどを材料としたカバー１４（以下、ドームカバーと称する。）で囲まれて中空筒状に形成され、このドームカバー１４によって、医用画像診断装置本体１０の内部と撮影部１３とが仕切られている。

ところで、Ｘ線ＣＴ装置２０は、図示していないが撮影部１３の周りを回転するＸ線管とＸ線検出器を備えており、符号２１を付して示した周状の範囲がＸ線の照射と検出を行う位置（ＣＴ撮影位置）となり、その斜線を施した部分をＸ線管とＸ線検出器が回転することになる。

一方、ＰＥＴ装置３０は、符号３１を付して示した周状の範囲が、予め被検者Ｐに投与した放射性薬剤（例えばＦＤＧ：Ｆ−１８フルオロデオキシグルコース）に基づき被検者Ｐから放出されるガンマー線を検出する位置（ＰＥＴ撮影位置）となり、この位置３１の斜線を施した部分に、撮影部１３の周りを囲むように図示しないガンマー線検出器が配列されている。

さて、図１および図２に示した医用画像診断装置での断層画像の撮影において、撮影部１３へ被検者を頭頂方向から挿入して撮影したものなのか、或いは脚方向から挿入して撮影したものなのかを、断層画像の撮影前に判断する手段と撮影した後に判断する手段とが考えられる。そこで先ず、断層画像を撮影する前に判断する手段を実施例１として説明する。

医用画像診断装置本体１０の撮影部１３へ挿入される被検者Ｐは、寝台装置６０の天板６１に載置されて前面カバー１１側から送り込まれるものである。そして、前面カバー１１には、撮影部１３の上方位置にカメラ１００が設置されていて、被検者Pのほぼ全身像がこのカメラ１００によって撮影される。撮影された画像はスキャン制御部７０へ送られ、ここで画像処理が施されて体輪郭など身体の特徴点を抽出する。

その結果、被検者Pが頭頂側から撮影部１３へ挿入されている場合は、カメラ１００で撮影された画像の先端側に頭部が位置するので、この画像を画像処理すると、例えば図３（ａ）に示すような輪郭画像となる。よって、この抽出された体輪郭の先端Ｒが、太い黒線で示すように円弧状であると認識することによって、スキャン制御部７０は被検者Ｐが頭方向から撮影部１３へ挿入されたものと判断する。一方、被検者Pが脚側から撮影部１３へ挿入されている場合は、画像の先端側に脚部が位置するので、この画像を画像処理すると、図３（ｂ）に示すような細い２つの輪郭画像Ｆ１、Ｆ２となる。従って、このような画像を認識することによって、スキャン制御部７０は撮影部１３へ被検者Ｐが脚方向から挿入されたものと判断する。この判断結果は、その後撮影される断層画像の付帯情報として記録される。

また、被検者の全身像を画像処理して輪郭画像を得、この輪郭画像について図４に示すように、体軸方向に沿って幅方向の中心を順次プロットしていくことによって、脚の分岐を認識することができる。すなわち、図４の輪郭画像は上方が脚側、下方が胴側となっているが、頭から胴にかけての上肢側は幅方向の中心が１点（Ｔ１）プロットされるのに対して、下肢側は脚が２本あるので輪郭画像に中心が２点（Ｔ２）プロットされる。よって、中心点が１点（Ｔ１）から２点（Ｔ２）に変わる位置が脚の分岐点であり、上肢側と下肢側の区別がつき易くなる。従って、撮影部１３へ挿入される被検者Ｐの挿入方向すなわち撮影方向の認識が容易となり、この結果を基にして、撮影部１３へ挿入される被検者Ｐが、頭方向から挿入されたものか脚方向から挿入されたものかを判断し、この判断結果は、その後撮影される断層画像の付帯情報として記録される。

なお、カメラ１００による被検者Pの全身像を撮影しなくても、医用画像診断装置の種類（モダリティと称している。）によっては、モダリティ固有のセンサ画像を利用して、撮影部１３へ挿入された被検者Ｐの方向を認識することができる。

すなわち、Ｘ線ＣＴ装置にあっては、断層画像の撮影範囲や撮影条件を設定するために、断層撮影の開始に先立って、スキャノグラムデータ（位置決め画像とも称する。）の撮影を実施することは良く知られている（例えば、特開平９−３１３４７６号公報参照。）。従って、このスキャノグラムデータを基に被検者の体輪郭、肋骨や脊椎などの配列、臓器形状などをパターン認識し、その結果から体の特徴点を抽出し、これ等によって撮影部１３へ挿入された被検者Ｐの挿入方向を判別することができる。

例えば、図５に示すような頭部のスキャノグラム像Ｍ１あるいは腰部のスキャノグラム像Ｍ２が得られているような場合、頭部については円弧上の頭頂部Ｍ１１と目Ｍ１２の位置との関係や、腰部については腰椎Ｍ２１と骨盤Ｍ２２の位置関係など、予め設定してある判断基準に基づきスキャノグラムデータの撮影方向、すなわち撮影部１３への被検者Ｐの挿入方向を判定できることになる。この判定結果は、その後撮影される断層画像の付帯情報として記録されるか、オペレータに対して被検者Ｐの挿入方向を確認させるための注意文として、例えば操作部９０の対話画面などに表示させる。

次に、撮影した断層画像が、撮影部１３へ被検者Ｐを頭頂方向から挿入して撮影したものなのか、或いは脚方向から挿入して撮影したものなのかを、撮影後に判断する手段を実施例２として説明する。

このような撮影後に被検者Ｐの挿入方向を判断する手段としては、Ｘ線ＣＴ装置や磁気共鳴イメージング装置など夫々のモダリティで得た多数の断層画像を基にして体輪郭を抽出し、これらをパターン認識するとともに被検者Ｐを載置している寝台天板の位置情報も組み合わせて３次元的に挿入方向（撮影方向）を判断することも可能である。また、ＰＥＴ装置３０のように、断層画像の取得の他に全身画像を取得できるものでは、断層画像の撮影後に撮影部１３への被検者Ｐの挿入方向を判断するのは特に容易である。

ＰＥＴ装置３０では、例えばＦＤＧを被検者Ｐに投与して全身像を撮影することが多く、例えば図６にその撮影画像を模式的に示してあるが、被検者Ｐに投与したＦＤＧの集積度は臓器ごとに異なる。なお図６において、符号Ｐ１は被検者Ｐの頭部（脳）、以下同様に符号Ｐ２は胴部、符号Ｐ３は胸部、符号Ｐ４は腕部をそれぞれ示し、さらに説明の便宜上、胴部Ｐ２にある膀胱を符号Ｐ２１で示してある。

さて、ＦＤＧはブドウ糖を主成分としたものであるため、頭部（脳）Ｐ１および膀胱Ｐ２１への集積度は高く、従って画像上には集積したＦＤＧが大きな黒球体として表示されることになる。ただし、頭部（脳）Ｐ１は大きいので黒球体も大きく表示され、膀胱Ｐ２１は頭部（脳）Ｐ１よりも小さいので、その黒球体は小さく表示される。従って、このような画像の濃度パターンの大小から頭部（脳）Ｐ１と膀胱Ｐ２１の位置関係を判断し、この結果を基にして、撮影部１３へ挿入される被検者Ｐが、頭頂方向から挿入されたものか脚方向から挿入されたものか、挿入方向すなわち撮影方向を容易に認識することが可能となる。そしてこの判断結果は、撮影された断層画像に付帯情報として記録される。

上述のように、本発明に係る医用画像診断装置において、断層画像の撮影に際して、撮影部１３へ被検者を頭頂方向から挿入したものなのか、或いは脚方向から挿入したものなのかを、撮影の前に判断する手段と撮影した後に判断する手段とについて説明した。ここで、撮影部１３への被検者Ｐの挿入方向すなわち撮影方向を、断層画像の撮影前に判断できない場合は、断層画像の撮影後に判断するようにした本発明に係る医用画像診断装置の一連の動作の流れを、図７および図８に示すフローチャートに基づいて説明する。

図７は、撮影部１３への被検者Ｐの挿入方向を、断層撮影の前に判断する場合の動作の流れを示したものである。

ステップ１として、寝台６０の天板６１に載置された被検者Ｐの外観像すなわち全身像または上半身像を、医用画像診断装置本体１０の撮影部１３へ挿入される直前に、前面カバー１１に取り付けたカメラ１００によって撮影する。次に、ステップ２として、被検者Ｐの外観写真が取得できたか否かを判断し、取得できていればステップ３へ進み、取得した外観写真を画像処理して体輪郭を抽出し、これをパターン認識することによって被検者Ｐが頭の方向から撮影部１３へ挿入されたか、脚の方向から挿入されたかを識別する。ここで被検者Ｐの撮影部１３への挿入方向が識別されればステップ６へ進み、その識別結果としての挿入方向を付帯情報としてスキャン制御部７０に記録する。

なお、この記録結果に基づき、各断層画像には例えばHead First、Foot Firstなどとして表示され、断層画像ごとに被検者Ｐの挿入方向すなわち撮影方向が明らかにされる。また、従来どおりオペレータが挿入方向を手入力するような装置にあっては、ステップ５での識別結果に基づき、ステップ６においてオペレータの入力に間違いがあればそのことを知らせ、挿入方向を正しい方向に訂正させるように注意を喚起することも可能である。

一方、ステップ２において、何らかの理由によって被検者Ｐの外観写真が取得できなかった場合は、ステップ４へ進み、モダリティ固有のセンサ画像を利用して、撮影部１３へ挿入された被検者Ｐの方向を認識することができるか否かを判断する。その結果、センサ画像により判断が可能であればステップ５へ進み、例えばＸ線ＣＴ装置におけるスキャノグラム像を基にして、周知の画像認識技術を利用して体輪郭、肋骨や脊椎などの配列、臓器形状などをバターン認識し、その結果から体の特徴点を抽出して挿入方向を識別する。その後ステップ６へ進み、その識別結果の挿入方向を付帯情報としてスキャン制御部７０に記録する。

なお、ステップ４において、モダリティ固有のセンサ画像が利用できないと判断されたときは図８に示すステップ１１へ進むことになる。

図８は、撮影部１３への被検者Ｐの挿入方向を、断層撮影の後に判断する場合の動作の流れを示したものであり、次にこの場合について説明する。

先ずステップ１１として、各モダリティで収集した断層画像から、撮影部１３への被検者Ｐの挿入方向（撮影方向）の判別が可能か否かを判断する。ここで判断可能であればステップ１２へ進み、各モダリティで収集した多数の断層画像を基にして体輪郭を抽出し、これらをパターン認識するとともに被検者Ｐを載置している寝台天板の位置情報も組み合わせて３次元的に挿入方向（撮影方向）を識別する。

ステップ１２で、被検者Ｐの撮影部１３への挿入方向が識別されればステップ１５へ進み、その識別結果としての挿入方向を付帯情報としてスキャン制御部７０に記録する。なお、この記録結果に基づき、各断層画像には例えばHead First、Foot Firstなどの表示が可能となり、断層画像ごとに被検者Ｐの挿入方向すなわち撮影方向が明らかにされる。

一方、ステップ１１において、収集した断層画像から、撮影部１３への被検者Ｐの挿入方向（撮影方向）の判別が不可能と判断された場合はステップ１３へ進み、断層画像の収集後に全身像の収集が可能か否かを判断する。その結果、判断可能であればステップ１４へ進み、周知の３Ｄ画像認識技術などを利用して収集した全身像のパターンを認識して、撮影部１３への被検者Ｐの挿入方向（撮影方向）を識別する。

すなわち、モダリティがＰＥＴ装置であれば、ＦＤＧを被検者Ｐに投与して撮影した全身像について、頭部（脳）Ｐ１や膀胱Ｐ２１など臓器ごとにＦＤＧの集積度合いは異なるため、図６に示したような黒球体の大きさ（パターン）から頭部（脳）Ｐ１と膀胱Ｐ２１の位置関係を判断することができる。よって、この結果を基にして、撮影部１３へ挿入される被検者Ｐが、頭方向から挿入されたものか脚方向から挿入されたものか、挿入方向すなわち撮影方向を識別することが可能である。

そして、ステップ１４で、被検者Ｐの撮影部１３への挿入方向が識別されればステップ１５へ進み、その識別結果としての挿入方向を付帯情報としてスキャン制御部７０に記録する。なお、ステップ１３において、断層画像の収集後に全身像の収集が不可能と判断した場合は、このときに限り被検者Ｐの撮影部１３への挿入方向を自動的に識別することは困難となる。

以上詳述したように本発明によれば、医用画像診断装置によって被検者Ｐの断層画像を撮影する場合に、医用画像診断装置本体１０の撮影部１３への被検者Ｐの挿入方向、すなわち被検者Ｐが頭側から挿入されたか脚側から挿入されたかを示す情報を、オペレータが手作業で入力していたものを、実際に挿入される被検者Ｐを撮影したカメラの映像や医用画像診断装置で取得されるセンサ画像などによって、断層画像の取得前に自動的に判断したり、或いは、医用画像診断装置で取得した断層画像や断層画像を収集した後に得る全身像などによって、断層画像の取得後に自動的に判断したりできるようにしたので、オペレータの負担を軽減し入力間違いなども防止することができる。また、オペレータに対して入力に間違いがないかどうかを確認させたり注意を促したりすることができる。

なお、本発明は上述の実施例に限定されることなく要旨の範囲内において種々の形態で実施することができる。例えば、カメラ１００によって被検者Pのほぼ全身像を撮影するものとしたが、前面カバー１１に近づいた被検者Pの先端部分だけ撮影するものであっても良い。またカメラ１００は、静止画撮影用、動画撮影用のいずれのものでもよく、ビデオカメラであってもよい。

本発明に係る医用画像診断装置の一例の概略的な系統図である。 医用画像診断装置を側面側から見た縦断面図である。 本発明の一実施例の作用を説明するために例示した被検者の輪郭画像の説明図である。 本発明の作用を説明するために例示した他の輪郭画像の説明図である。 本発明の他の実施例の作用を説明するために例示したスキャノグラム像の説明図である。 ＰＥＴ装置で撮影した画像を模式的に示した説明図である。 本発明の一実施例の動作の流れを説明したフローチャートである。 本発明の他の実施例の動作の流れを説明したフローチャートである。

符号の説明

１０ 医用画像診断装置本体
１１ 前面カバー
１３ 撮影部
２０ Ｘ線ＣＴ装置
３０ ＰＥＴ装置
６０ 寝台装置
６１ 天板
７０ スキャン制御部
８０ ナビゲーション制御部
９０ 操作部
１００ カメラ

Claims (2)

1. 寝台装置の天板に載置された被検者を、体軸方向に沿って撮影部へ挿入し、順次体軸方向に沿う複数枚の断層画像を得る医用画像診断装置において、
   前記複数枚の断層画像を基にして画像処理により体輪郭を抽出し、得られた前記断層画像が前記被検者の頭頂方向から順次得たものか脚方向から順次得たものかを判別する判別手段を具備することを特徴とする医用画像診断装置。
2. 寝台装置の天板に載置された被検者を、体軸方向に沿って撮影部へ挿入し、順次体軸方向に沿う複数枚の断層画像を得る医用画像診断装置において、
   前記被検体に投与した放射性薬剤からの放射線検出データを基にして画像処理により臓器などの位置関係を抽出し、前記撮影部への被検者の挿入方向が頭頂方向からか脚方向からかを判別する判別手段を具備することを特徴とする医用画像診断装置。

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