以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる核医学診断装置を説明する。
実施形態を具体的に説明するため、本実施形態に係る核医学診断装置は、SPECT収集を行なうSPECT装置であるとする。なお、核医学診断装置はPET収集を行なうPET装置であってもよい。
[第1の実施形態]
図1は、本実施形態に係る核医学診断装置の一例であるSPECT装置1の構成例を示す図である。SPECT装置1は、ガントリ11、天板13、ヘッドレスト15、駆動回路17、撮像制御回路19、ガンマカメラ20−1,20−2、20−3、データ収集回路23、記憶回路25、前処理回路27、処理回路29、表示回路31、入力インタフェース回路33及びシステム制御回路35を有する。
ガントリ11は、円環又は円盤状の回転フレーム12を回転軸Z周りに回転可能に支持する。
回転フレーム12は、その開口部の中心である回転軸Zを取り囲むように後述するガンマカメラ20−1,20−2及び20−3のうち少なくとも一台を有する。すなわち、回転フレーム12は、複数のガンマカメラを回転軸Z回りに回動可能に支持する支持機構である。本実施形態における回転フレーム12が有するガンマカメラの台数は、何台でも構わないが、以下、説明を具体的に行うため3台であるとする。
天板13は、被検体(患者)Pを載置するためのものである。天板13は、回転フレーム12の開口部に配置される。天板13は、被検体Pの撮像領域の中心が開口部内のFOV(field of view)の中心、すなわち、回転軸Zに一致するように位置決めされる。
ヘッドレスト15は、被検者Pの頭部を撮影する場合に頭部を支持するために使用するものである。ヘッドレスト15は、通常天板13の先端に取り付けられることが多い。
駆動回路17は、不図示のギア及びモータ等を有している。駆動回路17は、後述する撮像制御回路19による制御に従って、回転フレーム12を回転軸Zの周りに回転させる。回転フレーム12が、回転軸Zの周りを回転移動することにより、ガンマカメラ20−1,20−2及び20−3は回転軸Zを中心に回転移動する。駆動回路17は、撮像制御回路19による制御に従ってガンマカメラ20−1,20−2及び20−3を被検体Pに向かう方向及び被検体Pから離れる方向に移動させる。すなわち、駆動回路17は、ガンマカメラ20−1,20−2及び20−3をその回転方向(回転移動の接線方向)に直交する方向に移動させる。
駆動回路17は、後述する撮像制御回路19による制御に従って、天板13を重力軸方向に沿って昇降移動させる。駆動回路17は、撮像制御回路19による制御に従って、回転フレーム12の中央部分の開口部の撮影領域上で、天板13を被検体Pの体軸O(回転軸Z)方向に沿って移動させる。
ガンマカメラ20−1は、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する。ガンマカメラ20−1は、ガンマ線検出器21−1と信号処理回路22−1とを備えている。
ガンマ線検出器21−1は、コリメータが設けられたシンチレータと、2次元状に配列された複数の光電変換素子を有している。コリメータによってコリメートされたガンマ線は、シンチレータによって光に変換され光電変換素子によって電気信号に変換される。光電変換素子としては、光電子増倍管及びフォトダイオード等が挙げられる。なお、直接変換型の半導体素子等を用いてガンマ線検出器21−1を構成することも可能である。ガンマ線検出器21−1は、検出素子において発生された電気信号を、信号処理回路22−1へ供給する。
信号処理回路22−1は、ガンマ線検出器21−1にガンマ線が入射する毎に、ガンマ線検出器21−1からの電気信号の出力値と検出素子の位置座標とに基づいて入射ガンマ線の入射位置座標を計算する。また、信号処理回路22−1は、ガンマ線検出器21−1にガンマ線が入射する毎に、電気信号の出力値に基づいて入射ガンマ線のエネルギー値を計算する。また、信号処理回路22−1は、入射ガンマ線毎の入射位置座標を表す信号とエネルギー値を表す信号との組合せをガンマ線検出信号として、データ収集回路23へ送信する。
なお、ガンマカメラ20−1は、撮像制御回路19により撮像タイミングを制御される。
ガンマカメラ20−2及び20−3は、ガンマカメラ20−1と同様の構成及び機能を有する。
なお、ガンマカメラ20−1、20−2及び20−3の回転軸Z周りの角度は投影角度と呼ばれている。例えば、ガンマカメラ20−1の検出面中心が最も高い位置にある場合、投影角度0度とし、最も低い位置にある場合、投影角度180度とする。図1において、3台のガンマカメラ20−1、20−2及び20−3の投影角度間隔は、120°であるが、本実施形態に係る投影角度間隔はこれに限定されない。
撮像制御回路19は、撮像パラメータに応じて駆動回路17、ガンマカメラ20−1、20−2、20−3及び後述するデータ収集回路23に制御信号を供給し、被検体P内のRIから放出されたガンマ線をSPECT収集するプロセッサである。撮像パラメータは、例えば、収集時間、画像マトリクスサイズ、角度サンプリング数、エネルギーウィンドウ等を含む。撮像パラメータは、例えば予め記憶回路25に記憶されている所定の情報に基づいて設定される。また、撮像パラメータは、例えばユーザにより入力インタフェース回路33を介して設定されてもよい。
データ収集回路23は、ガンマカメラ20−1,20−2及び20−3から受信したガンマ線検出信号に基づいて投影データを生成するプロセッサである。データ収集回路23は、所定のデータ収集方式によりガンマカメラ20−1,20−2及び20−3からのガンマ線検出信号を受信する。所定のデータ収集方式には、フレームモード方式又はリストモード方式がある。データ収集回路23は、撮像制御回路19から供給される制御信号に従い、受信したガンマ線検出信号に基づいてカウント値の空間分布を示すデータ(以下、投影データと呼ぶ)を生成する。
フレームモード方式の場合、データ収集回路23は、信号処理回路22−1、22−2及び22−3から供給されるガンマ線検出信号に波高弁別処理を施す。波高弁別処理においてデータ収集回路23は、ガンマ線検出信号から所定のエネルギーウィンドウに属するエネルギー値を表す信号を有するガンマ線検出信号を抽出する。データ収集回路23は、所定のエネルギーウィンドウ内のエネルギー値に対応するガンマ線検出信号を計数する。所定のエネルギーウィンドウは、目的に応じて種々のエネルギー範囲に設定される。データ収集回路23は、各入射位置座標に対応するメモリアドレスにガンマ線信号のカウント値を投影角度単位で記録する。このように投影角度単位で計数を繰り返すことにより、データ収集回路23は、投影データを生成する。生成された投影データは、記憶回路25に記憶される。
リストモード方式の場合、データ収集回路23は、ガンマ線検出信号を時系列にリスト形式で記憶回路25に記憶する。リスト形式で記憶されたガンマ線検出信号は、ヒストグラムデータと呼ばれている。ヒストグラムデータは、各ガンマ線検出信号に入射位置座標、エネルギー値、ガンマカメラ20−1、20−2及び20−3の投影角度、及びガンマカメラ20−1、20−2及び20−3によるガンマ線の検出時刻が関連付けられたデータである。データ収集回路23は、ヒストグラムデータに波高弁別処理を施すことによりヒストグラムデータから投影データを生成する。生成された投影データは、記憶回路25に記憶される。
記憶回路25は、磁気的若しくは光学的記録媒体又は半導体メモリ等の、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体等を有する。記憶回路25は、本実施形態に係るSPECT装置1の回路で実行されるプログラムを記憶する。なお、記憶回路25の記憶媒体内のプログラム及びデータの一部又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。
また、記憶回路25は、データ収集回路23により生成された投影データを記憶する。記憶回路25は、システム制御回路35の制御に従って、記憶された投影データを前処理回路27へ出力する。
また、記憶回路25は、後述する前処理回路27が前処理を行うための前処理条件情報を記憶する。記憶回路25は、システム制御回路35の制御に従って、記憶された前処理条件情報を前処理回路27へ出力する。
また、記憶回路25は、支持器具等に関するデータベースを記憶する。支持器具とは、例えばX線CT装置又はSPECT装置等に用いられる天板及びヘッドレストのうち少なくともいずれか一方を示す。支持器具等に関するデータベースとは、例えば、X線CT装置を用いて、SPECT装置1等に用いられる支持器具等を撮影することにより取得した画像データ(以下、第1のX線CT画像データと呼ぶ)と、画像データの付帯情報とを一つの論理レコードとして扱うデータの集合体である。
第1のX線CT画像データは、1又は複数の2次元画像データのいずれかであってよい。また、第1のX線CT画像データは、3次元画像データであってもよい。
また、画像データの付帯情報とは、患者情報および検査情報である。その中の条件に支持器具を特定するための名称、装置の型番及び所定の識別コード(例えば、SPECT装置とCT装置が区別できるようなもの)等も含まれる。
また、記憶回路25は、X線CT装置を用いて、被検体Pが支持器具に支持された状態で撮影することにより取得した支持器具を含むX線CT画像データ(以下、第2のX線CT画像データと呼ぶ)を記憶する。
第2のX線CT画像データは、1又は複数の2次元画像データのいずれかであってよい。また、第2のX線CT画像データは、3次元画像データであってもよい。
また、記憶回路25は、後述する処理回路29により生成された第1のSPECT画像データを記憶する。
データベースに含まれるSPECT装置1用のヘッドレストの画像データの例を図2に示す。図2は、例えばSPECT装置A、B及びCのヘッドレストの画像データが記憶回路25に記憶されている場合を表す。なお、ヘッドレストの画像データが3次元画像データである場合は、図2は3次元画像の断面画像データに相当する。
また、データベースには、統計学的データからSPECT装置及びPET装置等で用いられる支持器具の形状を数値画像化した画像データを含めてもよい。
前処理回路27は、例えば再構成画像を生成する前に投影データに対して各種補正処理を行うプロセッサである。前処理回路27は、記憶回路25に記憶されている投影データを取得する。前処理回路27は、予め記憶回路25に記憶された前処理条件情報又はユーザにより入力インタフェース回路33を介して入力された前処理条件情報に従って、投影データに対して均一性補正、回転中心補正、前処理用のフィルタリング処理(例えばButterworth)等の補正処理を実行する。
表示回路31は、例えば液晶ディスプレイ又はOLED(Organic Light Emitting Diode)ディスプレイ等の一般的な表示出力装置を有する。表示回路31は、システム制御回路35の制御に従い、第1のX線CT画像データ及び第2のX線CT画像データ並びに後述する差分画像データ、合成画像データ、第1のSPECT画像データ及び第2のSPECT画像データ、減弱マップデータに基づいて、第1のX線CT画像及び第2のX線CT画像並びに後述する差分画像、合成画像、第1のSPECT画像及び第2のSPECT画像、減弱マップをそれぞれ表示する。
入力インタフェース回路33は、例えばトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、及び表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ等によって実現される。入力インタフェース回路33は、ユーザの操作に対応した操作入力信号をシステム制御回路35に出力する。なお、本実施形態において入力インタフェース回路はマウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号をシステム制御回路35へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース回路の例に含まれる。
処理回路29は、X線CT装置で用いられる支持器具と核医学診断装置で用いられる支持器具との差異を考慮して減弱マップデータを生成し、作成した減弱マップデータを適用した核医学画像データを生成するプロセッサである。図2Aは、第1の実施形態で用いられる第1及び第2のX線CT画像データの内容を説明する図である。図2Aに示されるように、第1のX線画像データは、SPECT装置1で用いられる支持器具を表すのに対し、第2のX線CT画像データは、被検体P及びX線CT装置で用いられる支持器具を表す。処理回路29は、第2のX線CT画像データが表す領域から、第2のX線CT画像データに含まれる、X線CT装置で用いられる支持器具を表す領域を削除する。処理回路29は、削除された領域に第1のX線CT画像データが表す支持器具の領域を付加することで、上記支持器具の差異を考慮した減弱マップデータを生成する。
処理回路29は、記憶回路25から各動作プログラムを呼び出し、呼び出したプログラムを実行することで第1の再構成機能291、画像作成機能292、減弱マップ作成機能293及び第2の再構成機能294を実現する。
第1の再構成機能291は、減弱マップを用いた補正をせずに前処理回路27により前処理された投影データに基づいてSPECT画像(以下、第1のSPECT画像データと呼ぶ)を生成する機能である。具体的には、第1の再構成機能291では、処理回路29は、投影データを逆投影することで所定の断層面の濃度分布を求める。逆投影する方法としては、従来技術であるFBP(filtered back projection)法、フーリエ変換法等の方法がある。処理回路29は、生成した第1のSPECT画像データを記憶回路25へ記憶する。
画像作成機能292は、第2のX線CT画像データから、第2のX線CT画像データに含まれる、X線CT装置で用いられる支持器具を表す領域を削除し、削除された領域に第1のX線CT画像データの画素値を加算した合成画像を作成する機能である。
以下、画像作成機能292が実現する処理の例を、第1のX線CT画像上に表される支持器具が天板を含まないヘッドレストのみのデータであり、第2のX線CT画像上に表される支持器具も天板を含まないヘッドレストのみのデータであるとして説明する。
まず、処理回路29は、例えばユーザにより選択された第2のX線CT画像データを記憶回路25より取得する。また、処理回路29は、SPECT装置1の型番と記憶回路25に記憶された複数の第1のX線CT画像データの付帯情報に含まれる型番を比較し、型番が一致するレコードに対応する第1のX線画像データを記憶回路25より読み込む。
処理回路29は、第2のX線CT画像に第1のX線CT画像を重畳させた重畳画像を表示回路31に表示する。ユーザは目視で入力インタフェース回路33を介し第2のX線CT画像データに含まれるヘッドレストを表す領域を第1のX線CT画像データが表すヘッドレストの領域が包含するように位置を合わせる。処理回路29は、第1のX線CT画像データに含まれる各画素値を、第2のX線CT画像上のどの画素に割り当てるかを示す関連情報を、第1の関連情報として、システム制御回路35を介して取得する。
処理回路29は、例えば第1の関連情報に基づき、第2のX線CT画像データと同じ画素サイズ及び画像マトリクスサイズを持ち、すべての画素の画素値が0である画像データが表す画像上の画素に第1のX線CT画像データの画素値を割り当てたマスク画像データを生成する。
処理回路29は、第2のX線CT画像データからマスク画像データを減算し、第2のX線CT画像からヘッドレストを表す領域を削除する。以下、被検体Pが含まれ、被検体X線CT装置で用いられるヘッドレストを表す領域が削除された画像データを差分画像データと呼ぶ。
処理回路29は、差分画像データにおける、第1の関連情報に基づき差分画像上の画素に第1のX線CT画像データの画素値を割り当てることで合成画像データを作成する。なお、差分画像データに対して、第1のX線CT画像データの画素値の割り当てをより正確に行うために、ユーザが表示回路31に表示された第1のSPECT画像と差分画像データとのフュージョン画像を見ながら、入力インタフェース回路33を介して、割り当て位置を決定するようにしてもよい。
なお、マスク画像データを利用して差分画像データを作成する場合を例に説明したが、これに限定されない。例えば、第2のX線CT画像データに含まれるヘッドレストを表す領域の各画素に対し閾値処理を行う等、セグメンテーション処理を行うことにより、輪郭抽出して差分画像データを作成してもよい。
減弱マップ作成機能293は、画像作成機能292により作成された合成画像データに含まれる被検体Pを表す領域の画素値及びSPECT装置1で用いられる支持器具を表す領域の画素値をCT値減弱係数値変換することで減弱マップデータを生成する機能である。なお、CT値減弱係数値変換は、減弱マップデータを生成するためにX線CT画像の画素毎のCT値(HU値)を減弱係数μに変換する処理である。このCT値減弱係数値変換法としては従来各種のものが知られており、これらのうち任意のものを使用することが可能である。
第2の再構成機能294は、例えば第1の再構成機能291により生成された第1のSPECT画像データに対し、減弱マップ作成機能293により作成された減弱マップデータを適用し、減弱補正を行ったSPECT再構成画像データ(以下、第2のSPECT画像データと呼ぶ)を生成する機能である。
処理回路29は、例えばレジストレーション手法である剛体変換又はアフィン変換等を用いることで、第1のSPECT画像上の所定の特定点に差分画像上の所定の特定点が一致するように両画像の位置を合わせる。これにより、処理回路29は、減弱マップ作成機能293により作成された減弱マップデータに含まれる各減弱係数値μを第1のSPECT画像データの元となる投影データが表す領域のどの位置に掛けあわせるかを示す関連情報を、第2の関連情報として、システム制御回路35を介して取得する。なお、所定の特定点は、例えば第1のSPECT画像又は差分画像を2値画像化し、重心を求める等して決定される点である。
また、処理回路29は、第2の関連情報に基づき第1のSPECT画像データの元となる投影データに対して減弱マップデータを使用して減弱補正を伴う再構成を行う。これにより、処理回路29は、第2のSPECT画像データを生成する。
システム制御回路35は、例えばSPECT装置1の各構成回路を制御するプロセッサである。システム制御回路35は、SPECT装置1の中枢として機能する。システム制御回路35は、例えば入力インタフェース回路33を介して、ユーザの操作入力信号を受け付ける。システム制御回路35は、例えばユーザの操作入力信号に基づいて、処理回路29の各機能の動作を制御する。システム制御回路35は、第1のX線CT画像、第2のX線CT画像、差分画像、合成画像、第1のSPECT画像、第2のSPECT画像、減弱マップ等を表示回路31に表示する。
次に、第1の実施形態の動作を、第1のX線CT画像上に表される支持器具が天板を含まないヘッドレストのみであり、第2のX線CT画像上に表される支持器具が天板を含まないヘッドレストのみであるとして説明する。図3は、処理回路29の諸機能が行う処理のフローチャートの例である。また、図4は、第1の実施形態に係る画像処理のうち、被検体Pを撮影したX線CT画像からX線CT装置用のヘッドレストの画像を削除し、削除した領域にSPECT装置1で用いられるヘッドレストのX線CT画像を付加する流れを示す図の例である。以下、図3に示すフローチャートの例及び図4を用いてSPECT画像再構成処理の流れを説明する。
まず、処理回路29は、第2のX線CT画像に第1のX線CT画像を重畳させた重畳画像を表示回路31に表示する。ユーザは目視で、入力インタフェース回路33を介し、第1のX線CT画像データが表すヘッドレストの領域が第2のX線CT画像データに含まれるヘッドレストを表す領域を包含するように位置を合わせる。処理回路29は、第1のX線CT画像データに含まれる各画素値を、第2のX線CT画像上のどの画素に割り当てるかを示す第1の関連情報を、システム制御回路35を介して取得する(ステップSA1)。図4の左図は、第2のX線CT画像データが表す第2のX線CT画像の例である。
処理回路29は、第1の関連情報に基づき、第2のX線CT画像データと同じ画素サイズ及び画像マトリクスサイズを持ち、すべての画素の画素値が0である画像データが表す画像上の画素に第1のX線CT画像データの画素値を割り当てたマスク画像データを生成する(ステップSA2)。
処理回路29は、第2のX線CT画像データの画素値からマスク画像データの画素値を減算する。これにより、処理回路29は、第2のX線CT画像からX線CT装置のヘッドレストを表す領域を削除する(ステップSA3)。以下、削除した結果得られる画像データを差分画像データと呼ぶ。図4の中央図は、差分画像データが表す差分画像の例である。
次に、処理回路29は、例えばレジストレーション手法である剛体変換又はアフィン変換等を用いることで、第1のSPECT画像上の所定の特定点に対して、差分画像上の所定の特定点が一致するように両画像の位置を合わせる。処理回路29は、後述するステップSA6において生成される減弱マップデータに含まれる各減弱係数値μを、第1のSPECT画像データの元となる投影データが表す領域のどの位置に掛けあわせるかを示す第2の関連情報を取得する(ステップSA4)。
その後、処理回路29は、第1の関連情報に基づき差分画像上の画素に第1のX線CT画像データの画素値を割り当てることで、合成画像データを作成する(ステップSA5)。
さらに、処理回路29は、ステップSA5で作成された合成画像データに含まれる、被検体Pを表す領域の画素値及び支持器具を表す領域の画素値をCT値減弱係数値変換することで、減弱マップデータを生成する(ステップSA6)。
最後に、処理回路29は、例えば第1のSPECT画像データを初期画像データとし、生成された減弱マップデータ、第2の関連情報及び第1のSPECT画像データの元となる投影データを用いて、減弱補正を伴う逐次近似法による再構成を行う。これにより、処理回路29は、第2のSPECT画像データを生成する(ステップSA7)。図4の右図は、減弱補正した再構成像、すなわち第2のSPECT画像データが表す第2のSPECT画像の例である。
第1の実施形態によれば、処理回路29は、X線CT装置により撮影された被検体PのX線CT画像(第2のX線CT画像)から支持器具を表す領域を削除し、差分画像データを生成する。処理回路29は、差分画像のうち支持器具を表す領域を削除した領域に対し、記憶回路25に記憶されたSPECT装置1に用いられる支持器具を表すX線CT画像(第1のX線CT画像)を付加することで合成画像データを生成する。処理回路29は、生成された減弱マップデータ、第2の関連情報及び第1のSPECT画像データの元となる投影データを用いて、減弱補正を伴う再構成を行い、第2のSPECT画像データを生成する。
SPECT装置で用いられる支持器具と、X線CT装置で用いられる支持器具とでは、例えば、図12及び図13に示すように形状が異なる場合がある。また、SPECT装置で用いられる支持器具と、X線CT装置で用いられる支持器具とでは、材質が異なる場合がある。本実施形態に係るSPECT装置1によれば、被検体Pを撮影する、SPECT装置で用いられる支持器具と、X線CT装置で用いられる支持器具の形状及び材質のうち少なくともいずれか一方が異なる場合であっても、支持器具の差異を考慮した減弱マップデータを用いて第1のSPECT画像データを補正することが可能となる。
したがって、本実施形態に係るSPECT装置1によれば、減弱マップを用いた補正の精度を向上させることができる。
また、減弱マップを用いた補正の精度を向上させることにより、補正後のSPECT画像についてPET画像のSUV(Standardized uptake value)のような半定量値が求まることが期待される。定量値が求まれば、パーキンソン症候群及びレビー小体型認知症等について、正確な画像診断を行うことができる。
[第2の実施形態]
図5は、本実施形態に係る核医学診断装置の一例であるSPECT装置1Aの構成例を示す図である。SPECT装置1Aは、ガントリ11、天板13、ヘッドレスト15、駆動回路17、撮像制御回路19、ガンマカメラ20−1,20−2、20−3、データ収集回路23、記憶回路25A、前処理回路27、処理回路29A、表示回路31、入力インタフェース回路33及びシステム制御回路35Aを有する。
ガントリ11、天板13、ヘッドレスト15、駆動回路17、撮像制御回路19、ガンマカメラ20−1、20−2、20−3及びデータ収集回路23については、第1の実施形態と同様の構成及び機能を有する。
記憶回路25Aは、磁気的若しくは光学的記録媒体又は半導体メモリ等の、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体等を有する。記憶回路25Aは、本実施形態に係るSPECT装置1の回路で実行されるプログラムを記憶する。なお、記憶回路25Aの記憶媒体内のプログラム及びデータの一部又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。
また、記憶回路25Aは、データ収集回路23により生成された投影データを記憶する。記憶回路25Aは、システム制御回路35Aの制御に従って、記憶された投影データを前処理回路27へ出力する。
また、記憶回路25Aは、後述する前処理回路27が前処理を行うための前処理条件情報を記憶する。記憶回路25Aは、システム制御回路35Aの制御に従って、記憶された前処理条件情報を前処理回路27へ出力する。
また、記憶回路25Aは、支持器具等に関するデータベースを記憶する。支持器具等に関するデータベースとは、例えば、X線CT装置を用いて、SPECT装置1A等に用いられる支持器具等を撮影することにより取得した画像データ(第1のX線CT画像データ)と、画像データの付帯情報とを一つの論理レコードとして扱うデータの集合体である。
第1のX線CT画像データは、1又は複数の2次元画像データのいずれかであってよい。また、第1のX線CT画像データは、3次元画像データであってもよい。
また、支持器具等に関するデータベースとは、例えば、X線CT装置を用いて、SPECT装置1A等に用いられる支持器具等を撮影することにより取得した画像データに基づいて生成された減弱マップデータ(以下、第1の減弱マップデータと呼ぶ)と、減弱マップデータの付帯情報とを一つの論理レコードとして扱うデータの集合体である。
なお、減弱マップデータは、X線CT装置を用いて透過したX線量の割合から体内減弱係数の分布を描出する方法、外部のガンマ線源を用いてガンマ線の減弱係数分布を測定する方法、核医学画像を取得する際の散乱線などのデータから形状情報を得て平均的な減弱係数値を設定する方法又はMRI画像若しくはX線CT画像から臓器輪郭を得て減弱係数を設定する方法等様々な方法により取得することができる。
第1の減弱マップデータは、1又は複数の2次元の減弱マップデータのいずれかであってよい。また、第1の減弱マップデータは、3次元の減弱マップデータであってもよい。
また、減弱マップデータの付帯情報とは、患者情報および検査情報である。その中の条件に支持器具を特定するための名称、装置の型番及び所定の識別コード(例えば、SPECT装置とCT装置が区別できるようなもの)等も含まれる。
また、記憶回路25Aは、X線CT装置を用いて、被検体Pが支持器具に支持された状態で撮影することにより取得した支持器具を含むX線CT画像データ(以下、第2のX線CT画像データ)を記憶する。
第2のX線CT画像データは、1又は複数の2次元画像データのいずれかであってよい。また、第2のX線CT画像でデータは、3次元画像データであってもよい。
また、データベースには、統計学的データからSPECT装置及びPET装置等で用いられる支持器具の形状を数値画像化した画像データ及び数値画像化した画像データに基づいて生成した減弱マップデータを含めてもよい。
また、記憶回路25Aは、後述する処理回路29Aにより生成された第1のSPECT画像データを記憶する。
前処理回路27については、第1の実施形態と同様の構成及び機能を有する。
表示回路31については、第1の実施形態と同様の構成及び機能を有する。表示回路31は、システム制御回路35Aの制御に従い、第1のX線CT画像データ及び第2のX線CT画像データ並びに後述する差分画像データ、差分減弱マップデータ、合成減弱マップデータ、第1のSPECT画像データ、第2のSPECT画像データ、第1の減弱マップデータに基づいて、第1のX線CT画像及び第2のX線CT画像並びに後述する差分画像、差分減弱マップ、合成減弱マップ、第1のSPECT画像及び第2のSPECT画像、第1の減弱マップをそれぞれ表示する。
入力インタフェース回路33については、第1の実施形態と同様の構成及び機能を有する。
処理回路29Aは、X線CT装置で用いられる支持器具と核医学診断装置で用いられる支持器具との差異を考慮して減弱マップデータを生成し、作成した減弱マップデータを適用した核医学画像データを生成するプロセッサである。図5Aは、第2の実施形態で用いられる第1及び第2のX線CT画像データの内容を説明する図である。図5Aに示されるように、第1のX線画像データは、SPECT装置1Aで用いられる支持器具を表すのに対し、第2のX線CT画像データは、被検体P及びX線CT装置で用いられる支持器具を表す。処理回路29Aは、第2のX線CT画像データが表す領域から、第2のX線CT画像データに含まれる、X線CT装置で用いられる支持器具を表す領域を削除する。処理回路29は、削除された領域を表すデータ及び第1のX線CT画像データからそれぞれ減弱マップデータを作成し、作成された2つの減弱マップデータを合成することで、上記支持器具の差異を考慮した減弱マップデータを生成する。
処理回路29Aは、記憶回路25Aから各動作プログラムを呼び出し、呼び出したプログラムを実行することで第1の再構成機能291、画像作成機能292A、減弱マップ作成機能293A及び第2の再構成機能294Aを実現する。
第1の再構成機能291は、第1の実施形態と同様の機能である。
画像作成機能292Aは、第2のX線CT画像データから、第2のX線CT画像データに含まれる、X線CT装置で用いられる支持器具を表す領域を削除した合成画像を作成する機能である。
以下、画像作成機能292Aが実現する処理の例を、第1のX線CT画像上に表される支持器具が天板を含まないヘッドレストのみであり、第2のX線CT画像上に表される支持器具も天板を含まないヘッドレストのみであるとして説明する。
まず、処理回路29Aは、例えばユーザにより選択された第2のX線CT画像データを記憶回路25Aより取得する。また、処理回路29Aは、SPECT装置1の型番と記憶回路25Aに記憶された複数の第1のX線CT画像データの付帯情報に含まれる型番を比較し、型番が一致するレコードに対応する第1のX線画像データを記憶回路25Aより読み込む。
処理回路29Aは、第2のX線CT画像に第1のX線CT画像を重畳させた重畳画像を表示回路31に表示する。ユーザは目視で入力インタフェース回路33を介し第2のX線CT画像データに含まれるヘッドレストを表す領域を第1のX線CT画像データが表すヘッドレストの領域が包含するように位置を合わせる。処理回路29Aは、第1のX線CT画像データに含まれる各画素値を、第2のX線CT画像上のどの画素に割り当てるかを示す関連情報(第1の関連情報)を、システム制御回路35Aを介して取得する。
処理回路29Aは、例えば第2のX線CT画像データと同じ画素サイズ及び画像マトリクスサイズを持ち、すべての画素の画素値が0である画像データが表す画像上の画素に、第1の関連情報に基づき第1のX線CT画像データの画素値を割り当てたマスク画像データを生成する。
処理回路29Aは、第2のX線CT画像データからマスク画像データを減算し、第2のX線CT画像からヘッドレストを表す領域を削除する。以下、被検体Pが含まれ、被検体X線CT装置で用いられるヘッドレストを表す領域が削除された画像データを差分画像データと呼ぶ。
なお、マスク画像データを利用して差分画像データを作成する場合を例に説明したが、これに限定されない。例えば、セグメンテーション処理を行うことにより、輪郭抽出して差分画像データを作成してもよい。
減弱マップ作成機能293Aは、画像作成機能292Aにより作成された差分画像データに含まれる被検体Pを表す領域の画素値をCT値減弱係数値変換することで減弱マップデータ(以下、差分減弱マップデータと呼ぶ)を生成し、第1の関連情報に基づき差分減弱マップ上の画素に第1の減弱マップデータの減弱係数値を割り当てることで、合成減弱マップデータを生成する機能である。
第2の再構成機能294Aは、例えば第1の再構成機能291により生成された第1のSPECT画像データに対し、減弱マップ作成機能293Aにより作成された合成減弱マップデータを適用し、SPECT画像データ(以下、第2のSPECT画像データと呼ぶ)を生成する機能である。
処理回路29Aは、例えばレジストレーション手法を用いることで、例えば第1のSPECT画像上の所定の特定点に差分画像上の所定の特定点が一致するように両画像の位置を合わせる。これにより、処理回路29Aは、減弱マップ作成機能293Aにより作成された減弱マップデータに含まれる各減弱係数値μを第1のSPECT画像データの元となる投影データが表す領域のどの位置に掛けあわせるかを示す関連情報(第2の関連情報)を取得する。
処理回路29Aは、第2の関連情報、第1のSPECT画像データの元となる投影データ及び減弱マップデータを用いて、減弱補正を伴う再構成を行う。これにより、処理回路29Aは、第2のSPECT画像データを生成する。
次に、第2の実施形態の動作を、第1のX線CT画像上に表される支持器具が天板を含まないヘッドレストのみであり、第2のX線CT画像上に表される支持器具が天板を含まないヘッドレストのみであるとして説明する。図6は、処理回路29Aの諸機能が行う処理のフローチャートの例である。以下、図6に示すフローチャートの例を用いてSPECT画像再構成処理の流れを説明する。
まず、処理回路29Aは、第2のX線CT画像に第1のX線CT画像を重畳させた重畳画像を表示回路31に表示する。ユーザは目視で、入力インタフェース回路33を介し、第1のX線CT画像データが表すヘッドレストの領域が、第2のX線CT画像データに含まれるヘッドレストを表す領域を包含するように位置を合わせる。処理回路29Aは、第1のX線CT画像データに含まれる各画素値を、第2のX線CT画像上のどの画素に割り当てるかを示す第1の関連情報を、システム制御回路35Aを介して取得する(ステップSB1)。
処理回路29Aは、第2のX線CT画像データと同じ画素サイズ及び画像マトリクスサイズを持ち、すべての画素の画素値が0である画像データが表す画像上の画素に、第1の関連情報に基づき第1のX線CT画像データの画素値を割り当てたマスク画像データを生成する(ステップSB2)。
処理回路29Aは、第2のX線CT画像データの画素値からマスク画像データの画素値を減算する。これにより、処理回路29Aは、第2のX線CT画像からX線CT装置のヘッドレストを表す領域を削除する(ステップSB3)。以下、削除した結果得られる画像データを第1の実施形態と同様に差分画像データと呼ぶ。
次に、処理回路29Aは、例えばレジストレーション手法を用いることで、第1のSPECT画像上の所定の特定点と、差分画像上の所定の特定点とが一致するように両画像の位置を合わせる。第1のSPECT画像データに差分画像データの位置を合わせる。処理回路29Aは、後述するステップSB6において生成される減弱マップデータに含まれる減弱係数値μを、第1のSPECT画像データの元となる投影データが表す領域のどの位置に掛けあわせるかを示す第2の関連情報を取得する(ステップSB4)。
その後、処理回路29Aは、ステップSB3で作成された差分画像データに含まれる、被検体Pを表す領域の画素値をCT値減弱係数値変換することで、差分減弱マップデータを生成する(ステップSB5)。
さらに、処理回路29Aは、第1の関連情報に基づき差分減弱マップ上の画素に対して、第1の減弱マップデータの減弱係数値を割り当てることで合成減弱マップデータを生成する(ステップSB6)。
最後に、処理回路29Aは、例えば第1のSPECT画像データを初期画像データとし、生成された合成減弱マップデータ、第2の関連情報及び第1のSPECT画像データの元となる投影データを用いて、減弱補正を伴う逐次近似法による再構成を行う。これにより、処理回路29Aは、第2のSPECT画像データを生成する(ステップSB7)。
第2の実施形態によれば、処理回路29Aは、X線CT装置により撮影された被検体PのX線CT画像(第2のX線CT画像)から支持器具を表す領域を削除し、差分画像データを生成する。処理回路29Aは、差分画像データに基づいて差分減弱マップデータを生成する。処理回路29Aは、生成された差分減弱マップのうち、支持器具を表す領域を削除した領域に対し、SPECT装置1に用いられる支持器具を表す減弱マップ(第1の減弱マップ)を付加することで合成減弱マップデータを生成する。処理回路29Aは、生成された合成減弱マップデータ、第2の関連情報及び第1のSPECT画像データの元となる投影データを用いて、減弱補正を伴う再構成を行うことにより、第2のSPECT画像データを生成する。これにより、被検体Pを撮影する、SPECT装置で用いられる支持器具と、X線CT装置で用いられる支持器具の形状及び材質の少なくともいずれか一方が異なる場合であっても、支持器具の差異を考慮した減弱マップデータを用いて第1のSPECT画像データを補正することが可能となる。
したがって、本実施形態に係るSPECT装置1Aによれば、減弱マップを用いた補正の精度を向上させることができる。
また、第1の実施形態と同様に、減弱マップを用いた補正の精度を向上させることにより、補正後のSPECT画像についてPET画像のSUV(Standardized uptake value)のような半定量値が求まることが期待される。定量値が求まれば、パーキンソン症候群及びレビー小体型認知症等について、正確な画像診断を行うことができる。
[第3の実施形態]
第1及び第2の実施形態では、支持器具を表す画素値が画像データに含まれるX線CT画像データに基づいて減弱マップデータを生成する場合について説明した。本実施形態では、支持器具を表す画素値が画像データに含まれないMRI画像データに基づいて減弱マップデータを生成する場合について説明する。
図7は、本実施形態に係る核医学診断装置の一例であるSPECT装置1Bの構成例を示す図である。SPECT装置1Bは、ガントリ11、天板13、ヘッドレスト15、駆動回路17、撮像制御回路19、ガンマカメラ20−1,20−2、20−3、データ収集回路23、記憶回路25B、前処理回路27、処理回路29B、表示回路31、入力インタフェース回路33及びシステム制御回路35Bを有する。
ガントリ11、天板13、ヘッドレスト15、駆動回路17、撮像制御回路19、ガンマカメラ20−1、20−2、20−3及びデータ収集回路23については、第1及び第2の実施形態と同様の構成及び機能を有する。
記憶回路25Bは、磁気的若しくは光学的記録媒体又は半導体メモリ等の、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体等を有する。記憶回路25Bは、本実施形態に係るSPECT装置1Bの回路で実行されるプログラムを記憶する。なお、記憶回路25Bの記憶媒体内のプログラム及びデータの一部又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。
また、記憶回路25Bは、データ収集回路23により生成された投影データを記憶する。記憶回路25Bは、システム制御回路35Bの制御に従って、記憶された投影データを前処理回路27へ出力する。
また、記憶回路25Bは、後述する前処理回路27が前処理を行うための前処理条件情報を記憶する。記憶回路25Bは、システム制御回路35Bの制御に従って、記憶された前処理条件情報を前処理回路27へ出力する。
また、記憶回路25Bは、支持器具等に関するデータベースを記憶する。支持器具等に関するデータベースとは、例えばSPECT装置1B等に用いられる支持器具等をX線CT装置で撮影することにより取得した画像データ(第1のX線CT画像データ)と、画像データの付帯情報とを一つの論理レコードとして扱うデータの集合体である。
第1のX線CT画像データは、SPECT装置で用いられる支持器具を表す領域の各画素に割り当てられるCT値の集合である。第1のX線CT画像データは、1又は複数の2次元画像データのいずれかであってよい。また、第1のX線CT画像データは、3次元画像データであってもよい。
また、支持器具等に関するデータベースとは、例えば、X線CT装置を用いて、SPECT装置1B等に用いられる支持器具等を撮影することにより取得した画像データに基づいて生成された減弱マップデータ(以下、第1の減弱マップデータと呼ぶ)と、減弱マップデータの付帯情報とを一つの論理レコードとして扱うデータの集合体である。
第1の減弱マップデータは、例えばSPECT装置1Aで用いられる支持器具を表す領域の画素毎のCT値(HU値)を減弱係数μに変換した減弱係数値の集合で構成される。第1の減弱マップデータは、1又は複数の2次元の減弱マップデータのいずれかであってよい。また、第1の減弱マップデータは、3次元の減弱マップデータであってもよい。
また、減弱マップデータの付帯情報とは、患者情報および検査情報である。その中の条件に支持器具を特定するための名称、装置の型番及び所定の識別コード(例えば、SPECT装置とCT装置が区別できるようなもの)等も含まれる。
また、データベースには、統計学的データからSPECT装置及びPET装置等で用いられる支持器具の形状を数値画像化した画像データ及び数値画像化した画像データに基づいて生成した減弱マップデータを含めてもよい。
また、記憶回路25Bは、MRI装置を用いて被検体Pを撮像することにより取得したMRI画像データに基づいて生成された減弱マップデータ(以下、第2の減弱マップデータ)を記憶する。
MRIとは、磁気共鳴現象に基づく撮像法であって、静磁場が形成された空間に置かれた被検体が有する原子核(1H等)スピンを、ラーモア周波数のRF(Radio Frequency)信号で磁気的に励起し、当該励起に伴って発生する磁気共鳴(MR:Magnetic Resonance)信号から、画像を再構成する撮像法である。このため、MRI装置により撮像した結果得られるMRI画像データでは、水素を含む組織のみが画像データの画素値として表れ、例えば水素を含まない物質から成るカルシウムから成る骨及びMRI装置等で用いられる支持器具等は画像データの画素値として表れない。
MRI画像データは、1又は複数の2次元画像データのいずれかであってよい。また、MRI画像データは、3次元画像データであってもよい。
MRI画像データは、被検体Pを表す各画素に割り当てられる、MR信号を逆フーリエ変換した値の集合である。第2の減弱マップデータは、MRI画像データの各画素値を減弱係数μに変換した減弱係数値の集合で構成される。
なお、記憶回路25Bは、統計学的データからX線CT装置又はMRI装置で用いられる支持器具等を含まない被検体P又は被検体Pの特定部分の形状を数値画像化した画像データ及び数値画像化した画像データに基づいて生成した減弱マップデータを第2の減弱マップデータとして記憶してもよい。
また、記憶回路25Bは、後述する処理回路29Bにより生成された第1のSPECT画像データを記憶する。
前処理回路27については、第1及び第2の実施形態と同様の構成及び機能を有する。
表示回路31については、第1及び第2の実施形態と同様の構成及び機能を有する。表示回路31は、システム制御回路35Bの制御に従い、第1のX線CT画像データ及び第2のX線CT画像データ並びに後述する合成減弱マップデータ、第1のSPECT画像データ、第2のSPECT画像データ、第1の減弱マップデータ及び第2の減弱マップデータに基づいて、第1のX線CT画像及び第1の減弱マップ並びに後述する第2の減弱マップ合成減弱マップ、第1のSPECT画像、第2のSPECT画像をそれぞれ表示する。
入力インタフェース回路33については、第1及び第2の実施形態と同様の構成及び機能を有する。
処理回路29Bは、MRI画像データに基づいて生成した減弱マップデータ(第2の減弱マップデータ)に、第1の減弱マップデータを加算した合成減弱マップデータを生成し、作成した合成減弱マップデータを適用した核医学画像データを生成するプロセッサである。図7Aは、第3の実施形態で用いられる第1及び第2の減弱マップデータの内容を説明する図である。図7Aに示されるように、第1の減弱マップデータは、SPECT装置1Bで用いられる支持器具を表すのに対し、第2の減弱マップデータは、被検体Pのみを表す。処理回路29は、第2の減弱マップデータに第1の減弱マップデータを加算し、第2の減弱マップデータにSPECT装置1Bで用いられる支持器具が含まれないことを考慮した合成減弱マップデータを生成する。
処理回路29Bは、記憶回路25Bから各動作プログラムを呼び出し、呼び出したプログラムを実行することで第1の再構成機能291、スムージング機能295、減弱マップ作成機能293B及び第2の再構成機能294Bを実現する。
第1の再構成機能291は、第1及び第2の実施形態と同様の機能である。
スムージング機能295は、ローパスフィルタ等を用いて第1の減弱マップデータから高周波雑音成分を除去する機能である。また、スムージング機能295は、ローパスフィルタ等を用いて第1のX線CT画像データから高周波雑音成分を除去してもよい。
減弱マップ作成機能293Bは、記憶回路25Bに記憶された第2の減弱マップデータに、スムージング機能295で高周波雑音成分が除去された第1の減弱マップデータの減弱係数値を加算した合成減弱マップデータを生成する機能である。
以下、減弱マップ作成機能293Bが実現する処理の例を、第2のX線CT画像上に表される支持器具が天板を含まないヘッドレストのみであるとして説明する。
まず、処理回路29Bは、例えばユーザにより選択された第2の減弱マップデータを記憶回路25Bより取得する。また、処理回路29Bは、SPECT装置1Bの型番と記憶回路25Bに記憶された複数の第1の減弱マップデータの付帯情報に含まれる型番を比較し、型番が一致するレコードに対応する第1の減弱マップデータを記憶回路25Bより読み込む。
処理回路29Bは、第2の減弱マップに第1の減弱マップを重畳させた重畳マップを表示回路31に表示する。ユーザは目視で入力インタフェース回路33を介し第2の減弱マップデータに含まれる所定の領域を第1の減弱マップデータが表すヘッドレストの領域が包含するように位置を合わせる。これにより、処理回路29Bは、第1の減弱マップデータに含まれる減弱係数値を、第2の減弱マップ上のどの位置に割り当てるかを示す関連情報を、第3の関連情報として、システム制御回路35Bを介して取得する。
所定の領域とは、例えば記憶回路25に記憶された被検体Pの解剖学的基準位置から予め定められた距離だけ離れている位置を中心とし、第1の減弱マップと同じ形状及び面積を持つ領域である。
処理回路29Bは、第3の関連情報に基づき第2の減弱マップ上の画素に対して、第1の減弱マップデータの減弱係数値を割り当てることで合成減弱マップデータを生成する。
第2の再構成機能294Bは、例えば第1の再構成機能291により生成された第1のSPECT画像データに対し、減弱マップ作成機能293Bにより作成された合成減弱マップデータを適用し、減弱補正付きのSPECT再構成画像データ(以下、第2のSPECT画像データと呼ぶ)を生成する機能である。
第2の再構成機能294Bでは、処理回路29Bは、例えば前処理回路27により前処理された投影データに基づいて第1のSPECT画像データを生成する。
処理回路29Bは、例えばレジストレーション手法である剛体変換又はアフィン変換等を用いることで、例えば第1のSPECT画像上の所定の特定点に合成減弱マップ上の所定の特定点が一致するように両画像の位置を合わせる。処理回路29Bは、合成減弱マップデータに含まれる各減弱係数値μを第1のSPECT画像データが表す領域のどの位置に掛けあわせるかを示す関連情報を、第4の関連情報の関連情報として、システム制御回路35Bを介して取得する。なお、所定の特定点は、例えば第1のSPECT画像又は合成減弱マップを2値画像化し、重心を求める等して決定される点である。
処理回路29Bは、第4の関連情報、第1のSPECT画像データの元となる投影データ及び合成減弱マップデータを用いて、減弱補正を伴う再構成を行い、第2のSPECT画像データを生成する。
次に、第3の実施形態の動作を、第2のX線CT画像上に表される支持器具が天板を含まないヘッドレストのみであるとして説明する。図8は、処理回路29Bの諸機能が行う処理のフローチャートの例である。以下、図8に示すフローチャートの例を用いてSPECT画像再構成処理の流れを説明する。
まず、処理回路29Bは、第2の減弱マップに第1の減弱マップを重畳させた重畳マップを表示回路31に表示する。ユーザは、目視で入力インタフェース回路33を介し第2の減弱マップデータに含まれる所定の領域を第1の減弱マップデータが表すヘッドレストの領域が包含するように位置を合わせる。処理回路29Bは、第1の減弱マップデータに含まれる減弱係数値を、第2の減弱マップ上のどの画素に割り当てるかを示す第3の関連情報を、システム制御回路35Bを介して取得する(ステップSC1)。
処理回路29Aは、ローパスフィルタ等を用いて第1の減弱マップデータから高周波雑音成分を除去する(ステップSC2)。
処理回路29Bは、例えばレジストレーション手法を用いることで、第1のSPECT画像上の所定の特定点に対して、第2の減弱マップ上の所定の特定点が一致するように両画像の位置を合わせる。処理回路29Bは、第2の減弱マップデータに含まれる各減弱係数値μを第1のSPECT画像データの元となる投影データが表す領域のどの位置に掛けあわせるかを示す関連情報(第4の関連情報)を取得する(ステップSC3)。
処理回路29Bは、ステップSC2において高周波雑音成分が除去された第1の減弱マップデータの減弱係数値を、第3の関連情報に基づき第2の減弱マップ上の画素に割り当てることで合成減弱マップデータを生成する(ステップSC4)。
最後に、処理回路29Bは、例えば第1のSPECT画像データを初期画像データとし、生成された合成減弱マップデータ、第4の関連情報及び第1のSPECT画像データの元となる投影データを用いて、減弱補正を伴う逐次近似法による再構成を行う。これにより、処理回路29Bは、第2のSPECT画像データを生成する(ステップSC5)。
第3の実施形態によれば、処理回路29Bは、第3の関連情報に基づき第2の減弱マップ上の画素に、ステップSC2において高周波雑音成分が除去された第1の減弱マップデータの減弱係数値を割り当てることで合成減弱マップデータを生成する。処理回路29Bは、生成された合成減弱マップデータ、第4の関連情報及び第1のSPECT画像データの元となる投影データを用いて、減弱補正を伴う逐次近似法による再構成を行う。これにより、被検体Pを撮影するSPECT装置1Bで用いられる支持器具を表す領域の画素値が画像データに含まれないMRI画像データであっても、実際に被検体Pを撮影するSPECT装置1Bで用いられる支持器具を考慮した減弱マップデータを用いて第1のSPECT画像データを補正することが可能となる。
したがって、本実施形態に係るSPECT装置1Bによれば、減弱マップを用いた補正の精度を向上させることができる。
また、第1及び第2の実施形態と同様に、減弱マップを用いた補正の精度を向上させることにより、補正後のSPECT画像についてPET画像のSUV(Standardized uptake value)のような半定量値が求まることが期待される。定量値が求まれば、パーキンソン症候群及びレビー小体型認知症等について、正確な画像診断を行うことができる。
[他の実施形態]
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第1、第2及び第3の実施形態において、被検体を撮影するSPECT装置で用いられる支持器具について、撮影時に被検体の加重によりたわみ等が発生している場合には、位置ずれを修正するようにしてもよい。以下、図9、10及び11を用いてたわみ等の位置ずれを調整する方法を第1の実施形態を基にして説明する。このとき、第1のSPECT画像及び第1のX線CT画像は3次元画像であるとする。
図11は、第1の実施形態における処理回路29に位置調整機能296を加えた再構成回路Cの機能構成を表す図である。
処理回路29Cは、記憶回路25から各動作プログラムを呼び出し、呼び出したプログラムを実行することで位置調整機能296を実現する。
位置調整機能296は、3次元画像である第1のSPECT画像のサジタル断面を表すサジタル像上で、3次元画像である第1のX線CT画像のうち対応する断面の位置を調整する機能である。
位置調整機能296では、処理回路29Cは、システム制御回路35を介して3次元画像である第1のSPECT画像のサジタル断面を表すサジタル像を表示させる。ユーザは、例えば図9に示すように、表示回路31に表示されたサジタル像を確認しながら入力インタフェース回路33を介し第1のSPECT画像に対する第1のX線CT画像の位置を決定するための任意の基準線を指定する。基準線は、複数の線を繋ぎ合わせたもの又は曲線で指定してもよい。
処理回路29Cは、例えば第1のSPECT画像に対して、第1のX線CT画像データの表す領域が指定された基準線に沿うように位置合わせする。処理回路29Cは、第1のX線CT画像に基づいて生成される減弱マップデータに含まれる各減弱係数値μを、第1のSPECT画像データが表す領域のどの画素の画素値に掛けあわせるかを示す関連情報を、第5の関連情報として、システム制御回路35を介して取得する。
処理回路29Cは、例えばシステム制御回路35を介して、3次元画像である第1のSPECT画像に対し、第5の関連情報に基づき第1のX線CT画像を重畳させ、3次元重畳画像データを生成する。処理回路29Cは、図10に示すように、システム制御回路35を介して、生成された3次元重畳画像データが表す3次元重畳画像のトランスバース断面を表すトランスバース像を表示回路31に表示する。なお、第1のX線CT画像のトランスバース断面は、予めSPECT装置1で用いられる支持器具をX線CT装置で所定の撮影条件を用いて撮影した、複数のトランスバース像のうちの1つでもよい。
処理回路29は、例えば3次元重畳画像に基づいて、一定の間隔での複数のトランスバース像を生成し、1断面毎に表示回路31に表示する。ユーザは、表示回路31に表示されたトランスバース像を目視し、入力インタフェース回路33を介して、第1のSPECT画像に対する第1のX線CT画像の位置を調整する。
これにより、被検体を撮影するSPECT装置で用いられる支持器具について、撮影時に被検体の加重によりたわみ等が発生している場合でも、位置ずれを修正することが可能となる。
なお、位置調整機能では、処理回路29は、例えば記憶回路25に予め記憶されている寝台の高さを示す位置情報に基づいて第1のSPECT画像に対する第2のX線CT画像の位置合わせを自動的に行うようにしてもよい。
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(central processing unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC))、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図1、図5及び7図における複数の構成要素を1つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
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ものである。
以下に、出願当初の特許請求の範囲の記載を付記する。
[C1]
核医学診断装置で用いられる第1の支持器具の領域を表す第1の形態画像データが記憶される記憶部と、
被検体を投影した領域及び前記X線CT装置で用いられる第2の支持器具の領域を表す第2の形態画像データが表す画像に対して、前記第1の形態画像データが表す画像を位置合わせする位置合わせ部と、
前記第2の形態画像データが表す画像から第2の支持器具を表す領域を削除する削除部と、
前記削除後の第2の形態画像データが表す画像の画素に前記位置合わせ後の第1の形態画像データの画素値を割り当て、合成画像データを生成する画像データ生成部と、
前記画像データ生成部により生成された前記合成画像データから減弱マップデータを生成する減弱マップデータ生成部と、
前記生成された減弱マップデータに基づいて前記被検体に関する核医学投影データを再構成する再構成部と
を具備する核医学診断装置。
[C2]
前記第1の支持器具は天板及びヘッドレストのうち少なくともいずれか一方であり、前記第2の支持器具は天板及びヘッドレストのうち少なくともいずれか一方である、[C1]に記載の核医学診断装置。
[C3]
前記核医学投影データより生成された核医学画像データと前記第1の形態画像データとを重畳させ、前記被検体の前記第1の支持器具に対する加重による歪の度合いに基づいて、前記第1の形態画像データの位置を調整する位置調整部をさらに有する[C1]又は[C2]に記載の核医学診断装置。
[C4]
表示部と、
前記核医学投影データより生成された核医学画像データに基づく断面画像と前記第1の形態画像データに基づく断面画像とを重畳した重畳画像を前記表示部に表示させる制御部と、
前記表示部により表示された前記重畳画像上で、前記第1の形態画像データの位置及び形状のうち少なくともいずれか一方を変更するための入力受付部とをさらに有する[C1]乃至[C3]のうちいずれかに記載の核医学診断装置。
[C5]
核医学診断装置で用いられる第1の支持器具の領域を表す第1の形態画像データが記憶される記憶部と、
被検体を投影した領域及び前記X線CT装置で用いられる第2の支持器具の領域を表す第2の形態画像データが表す画像に対して、前記第1の形態画像データが表す画像を位置合わせする位置合わせ部と、
前記第2の形態画像データが表す画像から第2の支持器具についての領域を削除する削除部と、
前記領域が削除された前記第2の形態画像データから減弱マップデータを生成する減弱マップデータ生成部と、
前記減弱マップデータに前記位置合わせ後の第1の形態画像データより生成される減弱係数値を割り当てる割当部と、
前記減弱係数値が割当られた減弱マップデータに基づいて前記被検体に関する核医学投影データを再構成する再構成部と
を具備する核医学診断装置。
[C6]
前記第1の支持器具は天板及びヘッドレストのうち少なくともいずれか一方であり、前記第2の支持器具は天板及びヘッドレストのうち少なくともいずれか一方である、[C5]に記載の核医学診断装置。
[C7]
前記核医学投影データより生成された核医学画像データと前記第1の形態画像データとを重畳させ、前記被検体の前記第1の支持器具に対する加重による歪の度合いに基づいて、前記第1の形態画像データの位置を調整する位置調整部をさらに有する[C5]又は[C6]に記載の核医学診断装置。
[C8]
表示部と、
前記核医学投影データより生成された核医学画像データに基づく断面画像と前記第1の形態画像データに基づく断面画像とを重畳した重畳画像を前記表示部に表示させる制御部と、
前記表示部により表示された前記重畳画像上で、前記第1の形態画像データの位置及び形状のうち少なくともいずれか一方を変更するための入力受付部とをさらに有する[C5]乃至[C7]のうちいずれかに記載の核医学診断装置。
[C9]
核医学診断装置で用いられる第1の支持器具の領域を表す第1の形態画像データが記憶される記憶部と、
被検体を投影した領域を表し、かつ、前記第1の支持器具を表す領域を有さない第2の形態画像データより生成される減弱マップデータに対して、前記第1の形態画像データより生成される減弱係数値を割り当てる割当部と、
前記減弱係数値が割り当てられた減弱マップデータに基づいて前記被検体に関する核医学投影データを再構成する再構成部と
を具備する核医学診断装置。
[C10]
前記第2の形態画像データは、MRI画像データ及び統計学的データから前記被検体又は前記被検体の特定部分の形状を数値画像化した画像データのいずれかである[C9]記載の核医学診断装置。
[C11]
前記第1の支持器具は天板及びヘッドレストのうち少なくともいずれか一方である、[C9]又は[C10]に記載の核医学診断装置。
[C12]
前記核医学投影データより生成された核医学画像データと前記第1の形態画像データとを重畳させ、前記被検体の前記第1の支持器具に対する加重による歪の度合いに基づいて、前記第1の形態画像データの位置を調整する位置調整部をさらに有する[C9]乃至[C11]のうちいずれかに記載の核医学診断装置。
[C13]
表示部と、
前記核医学投影データより生成された核医学画像データに基づく断面画像と前記第1の形態画像データに基づく断面画像とを重畳した重畳画像を前記表示部に表示させる制御部と、
前記表示部により表示された前記重畳画像上で、前記第1の形態画像データの位置及び形状のうち少なくともいずれか一方を変更するための入力受付部とをさらに有する[C9]乃至[C12]のうちいずれかに記載の核医学診断装置。