JP6091852B2 - 核医学診断装置および画像処理プログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、核医学診断装置および画像処理プログラムに関する。

核医学診断装置は、放射性同位元素（Radio Isotope、以下ＲＩという）を含む薬品（血流マーカ、トレーサ）が生体内の特定組織や臓器に選択的に取り込まれる性質を利用して、生体内に分布したＲＩから放射されるガンマ線を生体外に配設されたガンマ線の検出器で検出するようになっている。ガンマ線の検出結果は、ガンマ線の線量分布を画像化することによる核医学画像の生成や、体内臓器等の機能の診断などに利用される。

胸部や腹部など、肺に近い部位の撮像画像は、呼吸動による影響を受ける。このため、胸部や腹部などを撮影する場合は、呼吸動の影響を低減させることが好ましい。

特開２００４−４５３１８号広報

しかし、呼吸動によって撮像画像が影響を受ける部位には、心臓の拍動によっても影響を受けるものがある。このため、この種の部位を撮影する場合には、呼吸動に加え拍動による画像に対する影響を低減させることが好ましい。

本発明の一実施形態に係る核医学診断装置は、上述した課題を解決するために、被検体に投与された放射性同位元素から放射されるガンマ線を検出する複数の検出器と、被検体に取り付けられた呼吸センサおよび心電センサの出力データと、複数の検出器の出力データと、を収集するデータ収集部と、データ収集部により収集されたデータにもとづいて、呼吸動の同位相期間であるとともに心臓の動きが閾値より小さい期間である第１の期間における複数の検出器の出力データにもとづく画像を生成する画像生成部と、複数の検出器の出力データにもとづいて、対消滅ガンマ線対の検出時間差から心臓の領域に由来するデータを特定する心臓領域特定部と、を備えたものである。画像生成部は、第１の期間における複数の検出器の出力データと、呼吸動の同位相期間であるとともに心臓の動きが閾値より大きい期間である複数の第２の期間のうち所定数の期間における複数の検出器の出力データから心臓の領域に由来するデータを削除することにより、複数の第２の期間における複数の検出器の出力データから心臓の領域に由来するデータを間引いたデータと、にもとづいて画像を生成する。

本発明の第１実施形態に係る核医学診断装置の一例を示すブロック図。 第１実施形態に係る制御部のＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図。 同時計数部により扱われるリストモードデータの一例を示す説明図。 （ａ）は呼吸動の同位相期間に属する同時計数情報から肺全体の画像を生成する従来の画像生成方法の一例を示す説明図、（ｂ）は第１の期間に属する同時計数情報から肺全体の画像を生成する本実施形態に係る画像生成方法の一例を示す説明図。 図１に示す制御部のＣＰＵにより、呼吸動および拍動による撮像画像に対する影響を低減する際の手順を示すフローチャート。 第２実施形態に係る制御部のＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図。 図６に示す制御部のＣＰＵにより、呼吸動および拍動による撮像画像に対する影響を低減する際の手順を示すフローチャート。 第３実施形態に係る制御部のＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図。 図８に示す制御部のＣＰＵにより、呼吸動および拍動による撮像画像に対する影響を低減する際の手順を示すフローチャート。 第３実施形態に係る制御部のＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図。 図１０に示す制御部のＣＰＵにより、呼吸動および拍動による撮像画像に対する影響を低減する際の手順を示すフローチャート。

本発明に係る核医学診断装置および画像処理プログラムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）

図１は、本発明の第１実施形態に係る核医学診断装置の一例を示すブロック図である。なお、以下の説明では、本発明に係る核医学診断装置としてＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置を用いる場合の一例について示す。

核医学診断装置１０は、スキャナ装置１１および画像処理装置１２を有する。スキャナ装置１１は、天板２１、天板駆動装置２２、複数の検出器２３、検出器カバー２４、データ収集部２５を有する。

天板２１は、患者（被検体）Ｏを載置可能に構成される。天板駆動装置２２は、画像処理装置１２に制御されて、天板２１を昇降動させる。また、天板駆動装置２２は、画像処理装置１２に制御されて、検出器カバー２４の中央部分の開口部へ天板２１を天板２１の長軸方向に沿って移送する。

検出器２３は、ＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）などの薬品に含まれて患者Ｏに投与された放射性同位元素から放射されるガンマ線を検出する検出器である。検出器２３としては、シンチレータ型検出器を用いてもよいし、半導体型検出器を用いてもよい。

シンチレータ型検出器を用いる場合は、検出器２３は、ガンマ線の入射角度を規定するためのコリメータ、コリメートされたガンマ線が入射すると瞬間的な閃光を発するシンチレータ、シンチレータから射出された光を検出するための２次元に配列された複数の光電子増倍管、およびシンチレータ用電子回路などを有する。

シンチレータは、たとえばタリウム活性化ヨウ化ナトリウムＮａＩ（Ｔｌ）により構成される。シンチレータ用電子回路は、ガンマ線が入射する事象（イベント）が発生するごとに、複数の光電子増倍管の出力にもとづいて複数の光電子増倍管により構成される検出面内におけるガンマ線の入射位置情報（位置情報）および強度情報を生成しデータ収集部２５に出力する。

一方、半導体型検出器を用いる場合は、検出器２３は、コリメータ、コリメートされたガンマ線を検出するための２次元に配列された複数のガンマ線検出用半導体素子（以下、半導体素子という）および半導体用電子回路を有する。

半導体素子は、たとえばＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅ（ＣＺＴ）により構成される。半導体用電子回路は、ガンマ線が入射する事象（イベント）が発生するごとに、半導体素子の出力にもとづいて位置情報および強度情報を生成しデータ収集部２５に出力する。

複数の検出器２３は、たとえば患者Ｏの周囲を囲むように、六角形または円形に検出器カバー２４内に配置される。なお、複数の検出器２３の配置態様はリング配列型に限られず、たとえば平板上に配列された複数の検出器２３が２つ患者Ｏを挟んで対向配置されつつ患者Ｏの周りに回転可能に保持される２検出器対向型に配置されてもよい。また、複数の検出器２３は多層のリングに配列されて隣接する層間の画像を取得可能に構成されてもよい。

患者Ｏには、呼吸センサ２６および心電センサ２７が取り付けられる。呼吸センサ２６が出力する呼吸センサ信号および心電センサ２７が出力する心電センサ信号（ＥＣＧ（Electro CardioGram）信号）は、データ収集部２５に与えられる。

データ収集部２５は、複数の検出器２３の出力をリストモードで収集する。リストモードでは、ガンマ線の検出位置情報、強度（エネルギー）情報、検出器２３と患者Ｏとの相対位置を示す情報（検出器２３の位置や角度など）、およびガンマ線の検出時刻がガンマ線の入射イベントごとに収集される。また、データ収集部２５は、呼吸センサ２６および心電センサ２７からそれぞれ受けた患者Ｏの呼吸センサ信号およびＥＣＧ信号の情報をリストモードデータに関連付けて、データ収集部２５に内包するＲＡＭなどの記憶媒体に記憶させる。

画像処理装置１２は、図１に示すように、制御部３１、表示部３２、入力部３３および記憶部３４を有する。

制御部３１は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭをはじめとする記憶媒体などにより構成され、この記憶媒体に記憶されたプログラムに従って画像処理装置１２の処理動作を制御する。

制御部３１のＣＰＵは、ＲＯＭをはじめとする記憶媒体に記憶された画像処理プログラムおよびこのプログラムの実行のために必要なデータをＲＡＭへロードし、このプログラムに従って呼吸動および拍動による撮像画像に対する影響を低減するための処理を実行する。

制御部３１のＲＡＭは、ＣＰＵが実行するプログラムおよびデータを一時的に格納するワークエリアを提供する。制御部３１のＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、画像処理装置１２の起動プログラム、画像処理プログラムや、これらのプログラムを実行するために必要な各種データを記憶する。

なお、ＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、ＣＰＵにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有し、これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。

表示部３２は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、制御部３１の制御に従って核医学診断画像などの各種情報を表示する。

入力部３３は、たとえばキーボード、タッチパネル、テンキーなどの一般的な入力装置により構成され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を制御部３１に出力する。

記憶部３４は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、ＣＰＵにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有し、これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。記憶部３４は、制御部３１により制御されて同期計数情報や核医学画像などを記憶する。

図２は、第１実施形態に係る制御部３１のＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図である。なお、この機能実現部は、ＣＰＵを用いることなく回路などのハードウエアロジックによって構成してもよい。

図２に示すように、制御部３１のＣＰＵは、画像処理プログラムによって、少なくともスキャン制御部４１、同時計数部４２、心肺同期データ抽出部４３および画像生成部４４として機能する。この各部４１〜４４は、ＲＡＭの所要のワークエリアをデータの一時的な格納場所として利用する。

スキャン制御部４１は、ユーザから入力部３３を介してスキャン計画の実行指示を受けて、スキャン計画にもとづいてスキャナ装置１１を制御することにより、スキャンを実行する。この結果、患者Ｏから放出されたガンマ線の情報、患者Ｏの呼吸センサ信号およびＥＣＧ信号の情報がスキャナ装置１１からデータ収集部２５を介して同時計数部４２に与えられる。

図３は、同時計数部４２により扱われるリストモードデータの一例を示す説明図である。図３には、同時計数した対消滅ガンマ線に関するデータのみを示した。なお、図３において、Detector＃１、＃２は同時計数した対消滅ガンマ線対が入射した検出器２３の位置を示す番号を、Ｔはデータ収集開始からガンマ線が入射するまでの時間（対消滅ガンマ線２つの検出時間の平均）を、Δｔは対消滅ガンマ線の検出時間の差（以下、入射時間差という）を、Energy＃１、＃２はそれぞれDetector＃１、＃２で検出されたガンマ線の入射エネルギーを、それぞれ示す。

同時計数部４２は、データ収集部２５から呼吸センサ信号の情報（呼吸動データ）およびＥＣＧ信号の情報（心電波形データ）が関連付けられたリストモードデータを受ける。

同時計数部４２は、リストモードデータのうち、ガンマ線の入射時間差（対消滅ガンマ線の検出時間の差）が所定の時間ウインドウ幅（たとえば１ｎｓ以内など）にあり、かつ対消滅ガンマ線２つのそれぞれの入射エネルギーがともに所定のエネルギーウインドウ幅内にある組み合わせを抽出する。同時計数部４２は、この抽出した組み合わせのリストモードデータ（以下、同時計数情報という）を心肺同期データ抽出部４３および画像生成部４４に与える。

なお、本実施形態では画像処理装置１２の制御部３１が同時計数情報を生成する場合の例について示したが、同時計数情報はたとえばスキャナ装置１１のデータ収集部２５によって生成されて画像処理装置１２に与えられてもよい。

心肺同期データ抽出部４３は、同時計数部４２から受けた同時計数情報から呼吸動の同位相期間に属する同時計数情報を抽出する。また、心肺同期データ抽出部４３は、抽出した呼吸動の同位相期間に属するデータについて、心臓の動きが所定の閾値より小さい期間（以下、第１の期間という）と閾値以上の期間（以下、第２の期間という）のいずれに属するデータであるかを特定する。また、心肺同期データ抽出部４３は、抽出した呼吸動の同位相データから第２の期間に属するデータを除外して、すなわち抽出した同位相期間であるとともに心臓の動きが閾値より小さい期間（第１の期間）に属する同時計数情報を抽出して、画像生成部４４に与える。

図４（ａ）は呼吸動の同位相期間に属する同時計数情報から肺全体５１の画像を生成する従来の画像生成方法の一例を示す説明図であり、（ｂ）は第１の期間に属する同時計数情報から肺全体５１の画像を生成する本実施形態に係る画像生成方法の一例を示す説明図である。

呼吸動の同位相期間に属する同時計数情報を抽出することにより、呼吸動による画像への影響を低減することができる。しかし、呼吸動の同位相期間には、心臓５２の動き（拍動）が小さい第１の期間と心臓の動きが大きい期間（第２の期間）がある。このため、呼吸動の同位相期間に属する同時計数情報から肺全体５１の画像を生成すると、図４（ａ）に示すように、心臓５２の動きの影響を受けてしまい、心臓５２の画像がぶれてしまうほか、心臓５２の動きの影響を受ける気管支５３などの肺野内の臓器の画像もぶれてしまう。

そこで、本実施形態に係る核医学診断装置１０は、呼吸動および拍動による画像に対する影響を低減するため、図４（ｂ）に示すように第１の期間に属する同時計数情報から肺全体５１の画像を生成する。

画像生成部４４は、心肺同期データ抽出部４３により抽出された第１の期間に属する同時計数情報にもとづいて同期再構成を行い、画像を生成して表示部３２に表示させる。

次に、本実施形態に係る核医学診断装置１０の動作の一例について説明する。

図５は、図１に示す制御部３１のＣＰＵにより、呼吸動および拍動による撮像画像に対する影響を低減する際の手順を示すフローチャートである。図５において、Ｓに数字を付した符号は、フローチャートの各ステップを示す。

まず、ステップＳ１において、ＦＤＧなどの薬剤を投与した患者Ｏを天板２１に載置する。また、患者Ｏに呼吸センサ２６および心電センサ２７が取り付けられ、患者Ｏの呼吸センサ信号およびＥＣＧ信号の情報がデータ収集部２５に与えられる。

次に、ステップＳ２において、スキャン制御部４１はユーザから入力部３３を介してスキャン計画の実行指示を受けて、スキャン計画にもとづいてスキャナ装置１１を制御することにより、スキャンを実行する。

次に、ステップＳ３において、データ収集部２５は呼吸動データおよび心電波形データが関連付けられたリストモードデータを生成する。同時計数部４２は、この呼吸動データおよび心電波形データが関連付けられたリストモードデータを取得する。

次に、ステップＳ４において、心肺同期データ抽出部４３は、同時計数部４２から受けた同時計数情報から、呼吸動の同位相期間に属するデータを抽出する。

次に、ステップＳ５において、心肺同期データ抽出部４３は、抽出した呼吸動の同位相期間に属するデータについて、心臓の動きが所定の閾値より小さい期間（第１の期間）と閾値以上の期間（第２の期間）のいずれに属するデータであるかを特定する。

次に、ステップＳ６において、心肺同期データ抽出部４３は、抽出した呼吸動の同位相データから第２の期間に属するデータを除外して画像生成部４４に与える。

次に、ステップＳ７において、画像生成部４４は心肺同期データ抽出部４３から受けた第１の期間に属するデータ（同時計数情報）にもとづいて同期再構成を行い、画像を生成して表示部３２に表示させる。

以上の手順により、呼吸動および拍動による撮像画像に対する影響を低減することができる。

本実施形態に係る核医学診断装置１０は、呼吸動の同位相期間のうち心臓の動きがしきい値より小さい期間（第１の期間）における同時計数情報にもとづいて画像を生成する事ができる。このため、呼吸動の同位相期間に属するデータをすべて用いて画像を生成する場合に比べ、呼吸動および拍動による影響を低減した画像を生成することができる。このため、心臓周辺の肺野の画像の分解能を向上させることができ、ユーザはより正確に定量的な診断を行うことができる。

なお、本実施形態は核医学診断装置１０としてＰＥＴ装置を用いる場合について説明したが、本実施形態に係る技術はＳＰＥＣＴ装置に適用することが可能である。ＳＰＥＣＴ装置に適用する場合、検出器２３の構成が一般的なＳＰＥＣＴ装置に用いられる構成とすればよい。また、ＳＰＥＣＴ装置を用いる場合、同時計数部４２が不要であり、呼吸動データおよび心電波形データが関連付けられたリストモードデータは心肺同期データ抽出部４３がデータ収集部２５から取得すればよい。
（第２の実施形態）

次に、本発明に係る核医学診断装置１０および画像処理プログラムの第２実施形態について説明する。

本実施形態に係る核医学診断装置１０は、第２の期間における同時計数情報のうち、心臓５２から遠い部分のデータを同期再構成に用いるものである。

図６は、第２実施形態に係る制御部３１ＡのＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図である。

この第２実施形態に示す核医学診断装置１０は、制御部３１Ａの構成が第１実施形態に示す核医学診断装置１０の制御部３１と異なる。他の構成および作用については図１に示す核医学診断装置１０と実質的に異ならないため、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。

図６に示すように、制御部３１ＡのＣＰＵは、画像処理プログラムによって、少なくともスキャン制御部４１、同時計数部４２、心肺同期データ抽出部４３Ａ、心臓領域特定部６１および画像生成部４４Ａとして機能する。この各部は、ＲＡＭの所要のワークエリアをデータの一時的な格納場所として利用する。

心肺同期データ抽出部４３Ａは、同時計数部４２から受けた同時計数情報から呼吸動の同位相期間に属する同時計数情報を抽出する。また、心肺同期データ抽出部４３は、抽出した呼吸動の同位相期間に属するデータについて、第１の期間と第２の期間のいずれに属するデータであるかを特定する。

心臓領域特定部６１は、同時計数情報の入射時間差にもとづいて対消滅ガンマ線対の発生位置を特定することにより、同時計数情報のうち心臓５２の領域（心臓領域）に由来するデータを特定する。ここで、心臓領域の外郭は、心臓５２の輪郭に設定されてもよいし、心臓５２を含み心臓５２の輪郭から所定の範囲に設定されてもよい。後者の場合、心臓領域は心臓５２の近辺を含む。

画像生成部４４Ａは、第１の期間に属する同時計数情報については、そのまま同期再構成に用いる一方、第２の期間に属する同時計数情報については、心臓領域に由来するデータを間引くか、重みを小さくするか、または除外して、同期再構成に用いて画像を生成し、表示部３２に表示させる。

ここで、「第２の期間に属する同時計数情報について心臓領域に由来するデータを間引く」とは、複数の第２の期間のうち、所定の期間おきのデータ（たとえば５期間で１つ）については心臓領域を含めたすべてのデータを同期再構成に用い、その他のデータからは心臓領域に由来するデータを削除することをいうものとする。

図７は、図６に示す制御部３１ＡのＣＰＵにより、呼吸動および拍動による撮像画像に対する影響を低減する際の手順を示すフローチャートである。図７において、Ｓに数字を付した符号は、フローチャートの各ステップを示す。図５と同等のステップには同一符号を付し、重複する説明を省略する。

心肺同期データ抽出部４３Ａにより、同時計数情報から呼吸動の同位相期間に属するデータが抽出されるとともに（ステップＳ４）、この呼吸動の同位相期間に属するデータについて第１の期間第２の期間のいずれに属するデータであるかが特定される（ステップＳ５）。

次に、ステップＳ２１において、心臓領域特定部６１は、同時計数情報の入射時間差にもとづいて対消滅ガンマ線対の発生位置を特定することにより、同時計数情報のうち心臓５２の領域に由来するデータを特定する。

次に、ステップＳ２２において、画像生成部４４Ａは、第１の期間に属する同時計数情報と、第２の期間に属する同時計数情報から心臓領域に由来するデータを間引くか、重みを小さくするか、または除外したものと、を同期再構成に用いて画像を生成し、表示部３２に表示させる。

以上の手順によっても、呼吸動および拍動による撮像画像に対する影響を低減することができる。

第２実施形態に係る核医学診断装置１０は、第１の期間における同時計数情報については第１実施形態と同様に同期再構成に利用するほか、第２の期間における同時計数情報については、全て除外してしまうのではなく心臓領域に係るデータを間引くか、重みを小さくするか、または除外して、同期再構成に用いる。

肺野領域のうち、心臓５２から遠い部分については心臓の動きの影響を受けづらい。このため、第２の期間における同時計数情報のうち、心臓５２から遠い部分のデータを同期再構成に用いることにより、第１実施形態に係る核医学診断装置１０に比べ、肺野領域のうち心臓５２から遠い部分の画像をより鮮明にすることができる。
（第３の実施形態）

次に、本発明に係る核医学診断装置および画像処理プログラムの第３実施形態について説明する。

本実施形態に係る核医学診断装置１０は、第１の期間と第２の期間において心臓領域に対して異なる強度の位置フィルタを適用して画像を生成するものである。

図８は、第３実施形態に係る制御部３１ＢのＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図である。

この第３実施形態に示す核医学診断装置１０は、制御部３１Ｂの構成が第１実施形態に示す核医学診断装置１０の制御部３１と異なる。他の構成および作用については図１に示す核医学診断装置１０と実質的に異ならないため、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。また、心肺同期データ抽出部４３Ａおよび心臓領域特定部６１の機能については第２実施形態に係る構成と実質的に異ならないため、説明を省略する。

一般に、核医学画像を生成する際には、同時計数情報から得られる位置情報に対してガウシアンフィルタなどの位置フィルタが施される。これは、飛来時間（ＴＯＦ（Time Of Flight））の誤差を考慮した措置である。同時計数情報から得られる位置情報に対して位置フィルタを施して位置をぼかすことにより、位置情報をＴＯＦの計測誤差を考慮したものに修正することができる。

本実施形態に係る画像生成部４４Ｂは、この位置フィルタを利用した位置のぼかしかた、すなわち位置フィルタの強度について、動きのある心臓領域と他の領域（たとえば肺野領域）とで異ならせる。

具体的には、画像生成部４４Ｂは、第１の期間に属する同時計数情報から得られる位置情報については所定のカーネル幅で位置フィルタを施し、第２の期間に属する同時計数情報から得られる位置情報については、肺野領域に対しては所定のカーネル幅を用いる一方心臓領域に対しては所定のカーネル幅とは異なるカーネル幅で位置フィルタを施す。位置フィルタとしてガウシアンフィルタを用いる場合、ガウス関数の分散値を変更することによりカーネル幅（フィルタ強度）を変更することができる。

図９は、図８に示す制御部３１ＢのＣＰＵにより、呼吸動および拍動による撮像画像に対する影響を低減する際の手順を示すフローチャートである。図９において、Ｓに数字を付した符号は、フローチャートの各ステップを示す。図５および図７と同等のステップには同一符号を付し、重複する説明を省略する。

ステップＳ３１において、画像生成部４４Ｂは、第１の期間に属する同時計数情報から得られる位置情報については所定のカーネル幅で位置フィルタを施し、第２の期間に属する同時計数情報から得られる位置情報については、肺野領域に対しては所定のカーネル幅を用いる一方心臓領域に対しては所定のカーネル幅とは異なるカーネル幅で位置フィルタを施す。そして、画像生成部４４Ｂは、位置フィルタを施したデータを用いて画像を生成し表示部３２に表示させる。

以上の手順によっても、呼吸動および拍動による撮像画像に対する影響を低減することができる。

第３実施形態に係る核医学診断装置１０は、第２実施形態に係る核医学診断装置１０と同様に、第１の期間および第２の期間における同時計数情報を用いる。このため、第１実施形態に係る核医学診断装置１０に比べ、肺野領域のうち心臓５２から遠い部分の画像をより鮮明にすることができる。また、第２の期間に属する同時計数情報から得られる位置情報については、肺野領域に対しては所定のカーネル幅を用いる一方心臓領域に対しては所定のカーネル幅とは異なるカーネル幅で位置フィルタを施す。このため、単に呼吸動の同位相期間に属するデータをすべて用いて画像を生成する場合に比べ、画質を向上させることができる。

たとえば、第２の期間（心臓の動きが大きい期間）において、心臓領域のカーネル幅を所定のカーネル幅よりもシャープにする場合、拍動のためにぼやけがちとなる心臓領域の画像をシャープにすることができ、心臓領域と肺野領域とで均一な画像にすることができる。

一方、第２の期間（心臓の動きが大きい期間）において、心臓領域のカーネル幅を所定のカーネル幅よりもブロードにする場合、心臓領域の画像はぼやけるが、心臓５２の動き全体を捉えた画像（心臓の動きの誤差を含めた存在確率を反映した画像）を生成することができる。
（第４の実施形態）

次に、本発明に係る核医学診断装置および画像処理プログラムの第４実施形態について説明する。

本実施形態に係る核医学診断装置１０は、第２実施形態に係る核医学診断装置１０と第３実施形態に係る核医学診断装置１０とを組み合わせたものである。

図１０は、第３実施形態に係る制御部３１ＢのＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図である。

この第３実施形態に示す核医学診断装置１０は、制御部３１Ｃの構成が第１実施形態に示す核医学診断装置１０の制御部３１と異なる。他の構成および作用については図１に示す核医学診断装置１０と実質的に異ならないため、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。また、心肺同期データ抽出部４３Ａおよび心臓領域特定部６１の機能については第２実施形態および第３実施形態に係る構成と実質的に異ならないため、説明を省略する。

また、図１１は、図１０に示す制御部３１ＣのＣＰＵにより、呼吸動および拍動による撮像画像に対する影響を低減する際の手順を示すフローチャートである。図１１において、Ｓに数字を付した符号は、フローチャートの各ステップを示す。図５、図７および図９と同等のステップには同一符号を付し、重複する説明を省略する。

画像生成部４４Ｃは、第１の期間に属する同時計数情報については、そのまま同期再構成に用いる一方、第２の期間に属する同時計数情報については、心臓領域に由来するデータを間引くか、重みを小さくする（図１１のステップＳ４１）。第２実施形態に係る画像生成部４４Ａ都の相違点は、心臓領域に由来するデータを削除することがない点である。

また、画像生成部４４Ｃは、第３実施形態に係る画像生成部４４Ｂと同様に、第１の期間に属する同時計数情報から得られる位置情報については所定のカーネル幅で位置フィルタを施し、第２の期間に属する同時計数情報から得られる位置情報については、肺野領域に対しては所定のカーネル幅を用いる一方心臓領域に対しては所定のカーネル幅とは異なるカーネル幅で位置フィルタを施して、画像を生成し表示部３２に表示させる（図１１のステップＳ４２）。

第４実施形態に係る核医学診断装置１０は、第１の期間および第２の期間における同時計数情報を用いる。このため、第１実施形態に係る核医学診断装置１０に比べ、肺野領域のうち心臓５２から遠い部分の画像をより鮮明にすることができる。また、第２の期間の心臓領域のデータについて、間引くまたは重み付けを小さくするだけでなく、位置フィルタの強度を肺野領域と異ならせることにより、心臓領域の画質をより向上させることができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

また、本発明の実施形態では、フローチャートの各ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別実行される処理をも含むものである。

１０ 核医学診断装置
２３ 検出器
２５ データ収集部
２６ 呼吸センサ
２７ 心電センサ
３１、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ 制御部
３２ 表示部
４２ 同時計数部
４３、４３Ａ 心肺同期データ抽出部
４４、４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ 画像生成部
５２ 心臓
６１ 心臓領域特定部

Claims (6)

1. 被検体に投与された放射性同位元素から放射されるガンマ線を検出する複数の検出器と、
   前記被検体に取り付けられた呼吸センサおよび心電センサの出力データと、前記複数の検出器の出力データと、を収集するデータ収集部と、
   前記データ収集部により収集されたデータにもとづいて、呼吸動の同位相期間であるとともに心臓の動きが閾値より小さい期間である第１の期間における前記複数の検出器の出力データにもとづく画像を生成する画像生成部と、
   前記複数の検出器の出力データにもとづいて、対消滅ガンマ線対の検出時間差から心臓の領域に由来するデータを特定する心臓領域特定部と、
   を備え、
   前記画像生成部は、
   前記第１の期間における前記複数の検出器の出力データと、前記呼吸動の同位相期間であるとともに心臓の動きが前記閾値より大きい期間である複数の第２の期間のうち所定数の期間における前記複数の検出器の出力データから前記心臓の領域に由来するデータを削除することにより、複数の前記第２の期間における前記複数の検出器の出力データから前記心臓の領域に由来するデータを間引いたデータと、にもとづいて画像を生成する、
   核医学診断装置。
2. 前記複数の検出器は、
   少なくとも前記被検体の肺野領域および前記心臓の領域に由来する対消滅ガンマ線を検出し、
   前記画像生成部は、
   前記第１の期間における前記複数の検出器の出力データに対して所定の強度で位置フィルタを施したデータと、前記第２の期間における前記複数の検出器の出力データのうち前記肺野領域に由来するデータに対して前記所定の強度で位置フィルタを施す一方前記心臓の領域に由来するデータに対しては前記所定の強度とは異なる強度で位置フィルタを施したデータと、にもとづいて画像を生成する、
   請求項１記載の核医学診断装置。
3. 前記複数の検出器の出力データにもとづいて、対消滅ガンマ線対の検出時間差から前記心臓の領域に由来するデータを特定する心臓領域特定部、
   をさらに備え、
   前記複数の検出器は、
   少なくとも前記被検体の肺野領域および前記心臓の領域に由来する対消滅ガンマ線を検出し、
   前記画像生成部は、
   前記第１の期間における前記複数の検出器の出力データに対して所定の強度で位置フィルタを施したデータと、前記呼吸動の同位相期間であるとともに心臓の動きが前記閾値より大きい期間である第２の期間における前記複数の検出器の出力データのうち前記肺野領域に由来するデータに対して前記所定の強度で位置フィルタを施す一方前記心臓の領域に由来するデータに対しては前記所定の強度とは異なる強度で位置フィルタを施したデータと、にもとづいて画像を生成する、
   請求項１記載の核医学診断装置。
4. 前記位置フィルタはガウシアンフィルタであり、前記強度は前記ガウシアンフィルタで用いられるガウス関数の分散値である、
   請求項２または３に記載の核医学診断装置。
5. 前記データ収集部は、
   前記複数の検出器の出力データにもとづいて、前記検出器へガンマ線が入射するごとに入射したガンマ線のエネルギーおよび入射時間の情報を取得するリストモードでデータを収集する、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
6. コンピュータに、
   被検体に投与された放射性同位元素から放射されるガンマ線を検出する複数の検出器の出力データと前記被検体に取り付けられた呼吸センサおよび心電センサの出力データとにもとづいて、呼吸動の同位相期間であるとともに心臓の動きが閾値より小さい期間である第１の期間における前記複数の検出器の出力データを抽出するステップと、
   前記複数の検出器の出力データにもとづいて、対消滅ガンマ線対の検出時間差から心臓の領域に由来するデータを特定するステップと、
   前記呼吸動の同位相期間であるとともに心臓の動きが前記閾値より大きい期間である複数の第２の期間のうち、所定数の期間における前記複数の検出器の出力データから前記心臓の領域に由来するデータを削除することにより、複数の前記第２の期間における前記複数の検出器の出力データから前記心臓の領域に由来するデータを間引いたデータを生成するステップと、
   前記第１の期間における前記複数の検出器の出力データと、複数の前記第２の期間における前記複数の検出器の出力データから前記心臓の領域に由来するデータを間引いたデータと、にもとづいて画像を生成するステップと、
   を実行させる画像処理プログラム。

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